Skip

Атомно-слоевое осаждение нитрида титана (TiN) с применением удаленного источника плазмы

Фотография с просвечивающего электронного микроскопа (ТЕМ): Пленка TiN толщиной 110 A, осажденная методом ALD


SEM TiN ALD conformal coatingoa11.jpgoa12.jpg
Конформное осаждение пленки TiN на поверхность глубокого тренча с увеличивающимся аспектным соотношением.
Равномерная толщина покрытия в 40 нм сверху донизу
Покрытие TiN толщиной 50 нм, осажденное на поверхность тренча глубиной 100 мкм.
Аспектное соотношение 300:1
​Покрытие TiN толщиной 50 нм на поверхности тренча.
(шероховатость присутствует из-за того, что травление проходило по технологии Бош-процесса)

Технологические особенности:

  • прекурсор: TiCl4
  • плазмообразующие газы: N2/H2
  • temperature controlled vapour draw
  • доза прекурсора контролируется быстродействующей системой подачи газов
  • температура осаждения: 100° - 500° C
  • время цикла < 12с для пластины диаметром 200 мм (цикл короче для пластин меньшего диаметра ~9c)
  • 0.33 A/цикл (при насыщенной дозе прекурсора)
  • 1.65 A/мин, 10 нм/час (для 200 мм подложки)

Результаты:

  • равномерность: ± 0.5 %
  • сопротивление < 175 мкОм см (равномерность +/- 2 %) 
  • качественный процесс при 350° C (550°C для получения аналогичного покрытия методом термического ALD)
  • содержание Cl < 1 %

Энергорассеивающая рентгеновская спектроскопия (EDS) пленки TiN расположенной внизу тренча Si пластины:
bd92fa16d760fa6fe7569546e0366f90.jpeg

aldgrap2.gif
tin_gpcp.gif
tin_pexp.gif
Зависимость толщины пленки наносящийся за цикл от концентрации прекурсора TiCl4 
(подложка 200 мм)
Рост пленки за цикл в зависимости от              времени горения плазмы
Зависимость содержания Cl в пленке и её сопротивления от времени горения плазмы 
Чем больше время горения разряда, тем выше качество пленки
Схематическое изображение самоограничивающихся этапов нанесения пленки нитрида титана (TiN):
​Шаг 1. Реакция с металлическим прекурсором​Шаг 2. ПродувкаШаг 3. Реакция с неметаллическим прекурсором​Шаг 4. Продувка
954acf7d1e595059cd31ab0f5a8f367d.jpegcfa453242f28db50d5a9e63b93a35b1b.jpegd3eb64b39d0a56c1b8d4f75dee36f535.jpeg79c3e7573460ed6d691b0601d2ba8a35.jpeg
7d2ee3f2106914c91798e6afd162d330.jpegf707f3ef5866a06aa8192a2e81648501.jpeg