Спосіб отримування композиційної силіцидної тонкої плівки

Реферат: Спосіб отримування композиційної силіцидної тонкої плівки Me1Si2-Me1Me2Si2 включає формування тонкої плівки шляхом осадження металу Mel на підкладку кремнію, формування силіциду металу Mel шляхом термообробки підкладки, на якій сформована тонка плівка Me1. Термообробку проводять в атмосфері відпалу, де присутні атоми металу Ме2. UA 107194 U (54) СПОСІБ ОТРИМУВАННЯ КОМПОЗИЦІЙНОЇ СИЛІЦИДНОЇ ТОНКОЇ ПЛІВКИ UA 107194 U UA 107194 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель стосується мікроелектроніки і може бути використана у виробництві інтегральних мікросхем, а саме належить до технології отримування тонких композиційних силіцидних плівок на кремнієвій підкладці, які розширять функціональні характеристики традиційних силіцидних плівок сучасної кремнієвої індустрії та підвищать техніко-економічні параметри роботи елементів мікросхем для потреб мікроелектроніки та інших галузей техніки. Композиційні плівки - це гетерофазні плівки, окремі фази яких виконують специфічні функції, зокрема служать матрицею і введеними в неї включеннями. Практичний інтерес полягає в тому, що удається отримувати композиційні плівки з властивостями, які не притаманні ні одному із компонентів окремо. Відомий спосіб отримування пошарових силіцидних тонких плівок [Мьюрарка Ш. Силициды для СБИС. М. Мир. 1986]. Спосіб полягає в нанесенні на кремнієву підкладку сплаву тугоплавкого металу з благородним та послідуючого відпалу системи. Реакція між кремнієм і сплавом приводить до формування силіциду благородного металу на кремнії і накопиченні тугоплавкого металу чи його силіциду на поверхні. Недоліком вказаного способу є те, що він не дозволяє отримувати тонку композиційну силіцидну плівку. Причиною цього є пошарове формування силіцидних плівок. Відомий спосіб отримування тонкої силіцидної плівки [заявка JP 2706182 В2 4293763 А, С23С 4/06], взятий за аналог. Спосіб полягає в нанесенні плазмовим методом на поверхню підкладки шарів металу чи кремнію. Далі під дією тепла плазмового напилення відбувається взаємодія шарів з утворенням силіцидної плівки. Недоліком вказаного способу є те, що він не дозволяє одержати композиційну силіцидну плівку. Причиною цього є формування плівки лише із однієї фази силіциду металу. Відомий спосіб отримування тонкої силіцидної плівки [WO2010044527 А1, С23С 4/06], прийнятий за найближчий аналог, що включає на першій стадії формування тонкої плівки шляхом осадження металу на підкладку кремнію, а на другій стадії формування силіциду металу шляхом термообробки підкладки, на якій сформована тонка плівка металу. Недоліком вказаного способу є те, що він не дозволяє одержати композиційну силіцидну плівку, так як формується лише одна фаза силіциду металу. Задача корисної моделі - створення способу отримування композиційної силіцидної тонкої плівки, який дозволить отримувати композиційну силіцидну тонку плівку, що має силіцидну матрицю та введені в неї силіцидні включення. Поставлена задача досягається тим, що формується тонка плівка шляхом осадження металу Me1 на підкладку кремнію, формується шар силіциду металу шляхом термообробки підкладки, на якій сформована тонка плівка металу (Me1), а термообробку проводять в атмосфері відпалу, де присутні атоми металу (Ме2). В запропонованому способі одночасно з реакційною дифузією в нанорозмірній шаровій системі метал (Me1) /кремній з утворенням плівкової фази Me1Si2 відбувається проникнення у ґратку цієї фази атомів металу Ме2 і фазоутворення силіциду інтерметаліду Me1Me2Si 2. Фаза Me1Si2 служить матрицею, а фаза Me1Me2Si2 - включенням композиційного силіцидного тонкоплівкового матеріалу Me1Si2-Me1Me2Si2. В запропонованому способі в металічній плівці, яка нанесена на монокристалічну підкладку та відпалена при низьких температурах, першими утворюються силіциди, збагачені на метал. При відповідних температурно-кінетичних умовах утворення багатшого на метал силіциду продовжується, доки не використається увесь метал. Після цього починає утворюватись більш багатша на кремній фаза. При взаємодії тонких металічних плівок із монокристалом кремнію спостерігається параболічна залежність товщини силіциду, який росте з часом. Найбільш часто спостерігається планарний ріст силіциду. Проникнення в час росту багатої на кремній фази з атмосфери відпалу атомів іншого металу призводить до перебудови ґратки силіциду та утворення фази силіциду інтерметаліду, що являється включенням в силіцидну матрицю. Одержання композиційних силіцидних тонких плівок призводить до розширення функціональних характеристик та підвищення техніко-економічних параметрів роботи елементів мікросхем. Спосіб, що пропонується здійснюють наступним чином: у вакуумній камері при робочому -2 -4 тиску 10 -10 Па одним із способів (термічне випаровування, іонно-плазмове розпилення мішені, електронно-променеве осадження та інші) осаджують плівку металу (Me1) на підкладку монокристалічного кремнію. Після осадження зразки плівкової системи відпалюють у вакуумній -2 -4 печі при тиску 10 -10 Па. Суттєвим є те, що відпал відбувається у присутності в газовій атмосфері атомів іншого металу (Ме2). Для ідентифікування фаз використовують метод електронографічної чи рентгенівської дифракції на відбиття. Запропонованим способом можна отримувати композиційну силіцидну тонку плівку з розширеними функціональними 1 UA 107194 U 5 10 15 20 25 характеристиками та підвищеними техніко-економічними параметрами роботи елементів мікросхем. Приклад Підкладку монокристалічного кремнію КЕФ нерухомо закріплювали у спеціальну державку, яку розміщували на робочому столі вакуумної установки для напилення плівок. Тонкі плівки Ті . -4 одержували методом електронно-променевого осадження у вакуумі 4 10 Па. Швидкість осадження була 0,3 нм / сек. Товщина плівок складала 200 нм. Після осадження зразки . -3 тонкоплівкової системи Ті-Si відпалювались в печі з W нагрівачем у вакуумі 1,3 10 Па при температурі 1000 °C протягом 1800 сек. перший зразок та 3600 сек другий зразок. Для ідентифікування фаз використовували рентгенівський дифрактометр Rigaku Ultime IV з сцинтиляційним детектором у ковзній геометрії для дослідження тонких приповерхневих шарів. Згідно з рентгенофазовим аналізом ми отримали композиційну силіцидну тонку плівку TiSi 2TiWSi2. Концентрація фази включення TiWSi2 в зразку 1 складала  9 %, а в зразку 2  24 %. Таким чином, спосіб отримування композиційної силіцидної тонкої плівки, який дозволить отримувати композиційну силіцидну тонку плівку, що має силіцидну матрицю та введені в неї силіцидні включення, може бути використаний у виробництві інтегральних мікросхем, дискретних мікроприладів, інших галузях техніки для розширення функціональних характеристик та підвищення техніко-економічних параметрів роботи елементів мікросхем. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб отримування композиційної силіцидної тонкої плівки Me1Si2-Me1Me2Si2, який включає формування тонкої плівки шляхом осадження металу Me1 на підкладку кремнію, формування силіциду металу Me1 шляхом термообробки підкладки, на якій сформована тонка плівка Me1, який відрізняється тим, що термообробку проводять в атмосфері відпалу, де присутні атоми металу Ме2. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2