Фазовый состав, ориентация и субструктура силицидов, образующихся при конденсации и фотонной обработке пленок Ti и Mo на кремнии

• Автор: Солдатенко, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 113 с. : ил.

ф Глава 1. Синтез силицидов И и Мо. Основные методы и закономерности

формирования силицидных пленок, их субструктура и ориентация. Состояние проблемы

1.1. Методы формирования и исследования пленок силицидов титана и молибдена

1.2. Начальные стадии формирования силицидов И и Мо

1.3. Последовательность фаз образующихся при синтезе силицидов

в гетеросистемах ТьБ! и Мо-Б1

1.4. Полиморфные превращения в пленках дисилицидов Т1 и Мо

1.5. Быстрый термический и импульсный фотонный отжиг

1.6. Закономерности ориентированного роста силицидов на Э1

1.7. Заключение и постановка задачи

Глава 2. Материалы, способы получения пленочных гетероструктур Бь силицид металла, методы исследования и методики подготовки образцов для исследований
2.1. Материалы и подготовка исходных структур
2.2. Получение пленок Т1 и Мо на кремнии и синтез силицидов при вакуумной конденсации на подогреваемые подложки Б1
2.3. Синтез пленок силицидов металлов методом импульсной фотонной обработки
2.4. Методика подготовки образцов для электронно-микроскопи-

ческих исследований
2.5. Анализ фазового и элементного состава, субструктуры
и ориентации пленок силицидов
2.6. Измерения электрических параметров

Глава 3. Ориентация и субструктура пленок ТС812, синтезированных при конденсации металла на поверхность монокристаллического кремния в сверхвысоком вакууме
3.1. Пленки Т1812(С49)
3.2. Пленки ТС812(С54)
3.3. Закономерности сопряжения ТС812 на
3.4. Выводы к главе
Глава 4. Фазовые, ориентационные и субструктурные превращения при фотонной обработке пленок ТС на
4.1. ИФО пленок ТС на (111 )81
4.2. Система а-Б1
4.3. Удельное сопротивление пленок системы 81-ТС
4.4. Выводы к главе
Глава 5. Фазовый состав, субструктура, ориентация и удельное сопротивление пленок силицидов, образующихся при конденсации Мо на Б1 и при ИФО пленок Мо на Б1
5.1. Образование, силицидов Мо при вакуумной конденсации металла на монокристаллический кремний ориентации (111) и (001)
5.2. Фазовые, ориентационные и субструктурные превращения при фотонной обработке пленок Мо на Б1
5.3. ИФО пленок Мо на а
5.4. Удельное сопротивление пленок системы Б1
5.5. Выводы к главе 5 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы. Проблема исследования фазовых, ориентационных и субструктурных: превращений при: синтезе силицидов методами конденсации металлов на нагретые подложки в вакууме и импульсной фотонной обработки (ИФО) пленок/П и Мо на 81, а также закономерностей сопряжения в гетеросистемах Б1 - силицид металла сохраняется по ряду обстоятельств.
В фундаментальном плане - на момент постановки цели » данного исследования не исследован эффект быстрого отжига излучением ксеноновых ламп в синтезе пленок силицидов Тги Мо. Кроме того, были достаточно хорошо изучены закономерности- ориентированного роста и структура межфазных границ (МГ) в системах силицид-кремний с малым структурным несоответствием (N1812-81, Со812-81, Сг812-81), полученных путем термического
отжига в вакууме пленок металлов на! 81. В системах кремний - силицид металла с большим структурным и размерным - несоответствием, например, Бт.-силицид титана, закономерности эпитаксиального роста на монокристалличе-ских подложках кремния и структура межфазных границ изучены недостаточно. Большинство исследователей основное внимание уделяли технологическим аспектам синтеза силицидов. Субструктурным исследованиям пленок силицидов» не уделялось должного внимания.
В практическом плане - современное развитие микроэлектроники направлено к повышению степени миниатюризации элементов СБИС. Для систем металлизации эта тенденция означает переход к субмикронным размерам. В этом случае, решение проблемы контактно-металлизационных систем связано с использованием силицидов тугоплавких, металлов, которым свойственны высокая термическая и химическая стабильность, низкие значения удельного сопротивления, хорошая г совместимость с базовой МОП и биполярной технологией^ стойкость к электромиграции. Наиболее распространенным способом формирования Т1812 и Мо812 является отжиг пленок металлов на подложке Б1 в вакууме, инертной или восстановительной атмосфере.
лимера в ацетоне. Один из образцов наклеивали на медное кольцо диаметром 3 мм и помещали в установку ионного утонения “DioMill-600”. Утонение проводили с помощью одной пушки без вращения образца при следующих параметрах: энергия пучка 5 кВ, ток пучка 0,5 мА, угол падения пучка изменяли от + 15° до — 15° через каждые полчаса. Ионную пушку юстировали таким образом, что максимум интенсивности ионного пучка приходился на область вблизи границы склейки образца со стеклянной пластинкой (как показано на рис. 2.3 в). Травление продолжали до тех пор, пока край образовавшегося отверстия не подходил ■ вплотную к границе образца, и становились видимыми цветные интерференционные полосы при наблюдении образца в отраженном свете с помощью оптического микроскопа при 200- или 500-кратном увеличении. После появления интерференционных полос процесс ионного травления проводили при следующих параметрах: энергия пучка 2,5-3 кВ, ток пучка 0,3 мА, угол падения пучка ± 8°. На заключительной стадии ионной полировки угол падения пучка меняли каждые несколько минут, чтобы предотвратить осаждение распыляемого материала на обратной стороне образца даже в самых минимальных количествах.
2.5. Анализ фазового и элементного состава, структуры и ориентации пленок силицидов
Фазовый состав, структуру и ориентацию образующихся слоев исследовали на электронографе ЭГ-100М, электронных микроскопах ЭМВ-ЮОАК, ПРЭМ-200 и Philips 420 ST ЕМ с использованием различных методик:
- микродифракции избранного участка;
- темнопольного анализа;
- электронномикроскопического муара;
- нанесения углеродных реплик.
1 Автор благодарит А.Ю.Исаева за помощь в подготовке и исследовании образцов методом " cross-section".