Атомно-слоевое осаждение оксида гафния (HfO2) с применением удаленного источника плазмы

Атомно-слоевое осаждение оксида гафния (HfO2) - термическое, описание процесса и оборудование

Пленка HfO2 толщиной 20 nm, осажденная на 40 мкм тренч с аспектным соотношением 25:1



Оборудование:

Особенности технологии:
ald.gif

  • атомно-слоевое осаждение с применением источника индуктивно связанной плазмы (эллипсометр - опционально);
  • металлический прекурсор: TEMAH;
  • неметаллический прекурсор: O* и O2;
  • доза прекурсора контролируется быстродействующей системой подачи газов.

temah_mo.gif

Молекула ТЕМАН (тетроэтилметиламиногафний) - во время процесса необходим нагрев до 70 оС и барботирование

Результаты:

температура осаждения: 200° - 290° C
время цикла <9c, скорость осаждения - 1.1 A/цикл (при дозе насыщения) для 200 мм пластин (время цикла короче для меньших пластин), 7 A/мин, > 45 нм/ч (для 200мм пластин,быстрее для меньших подложек)


hx02.jpg

hx03.jpg
​Нижняя и боковая стенка Si тренча с 20 нм HfO2 (шероховатость из-за травления Si Бош-процессом) ​Нижняя стенка Si тренча 20 нм HfO2

hfoplald.gif

Атомно-слоевое осаждение с воздействием плазмы: Оже-анализ показывает содержание C < 2 %

hfopl_un.gif

Равномерность толщины по 200мм пластине ± 1.3 %

hfo_st_t.gif

Зависимость стехиометрического состава от температуры процесса. При температуре ниже 290° C (температура подложки 260° C) содержание H значительно возрастает.

hfo_h_ot.gif

​Зависимость содержания H от времени горения О2 плазмы

hfo_h_te.gif

​Зависимость содержания H от температуры процесса