УДК 539.216.2
НЕЧИПОРЕНКО А.П.
РАСЧЕТ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
УСЛОВИЙ ЛОКАЛЬНОГО ОСАЖДЕНИЯ СЛОЕВ
ЗАПОЛНЯЮЩИХ ПЛАНАРНО ОКНА В ДИЭЛЕКТРИКЕ К
КРЕМНИЮ
АООТ НИИМЭ и Микрон, 103460, Россия, Москва-Зеленоград,
1-й Западный проезд, дом 12, стр. 1
Рассмотрим процесс локального осаждения тугоплавкого металла (Мt) по
основной реакции восстановления
MtG + H

2
Mt+ HG ,

(1)
где MtG- галогенид тугоплавкого металла.
Расчет ведется для бесконечной кремниевой пластины (Рис. 1)
(
( )


2

0
-
-


Рис 1.
Кремниевая пластина, частично маскированная полоской окиси кремния шириной 2L,
где n(x) - количество осажденного вещества
В окрестностях х, близких к L, имеет место избыточное по сравнению с
областями кремния (для |x| > L) осаждение Мt Рис. 2, 3.
Ранее было показано [1], что количество осажденного на границе раздела
кремний - маска окисла кремния n определяется выражением
q
n
,
= n0 + Ф V
( , D L, q )sh
II
,
L
T
i
i
DII
где
VT - скорость диффузии молекул Mt через границу маскирования; Di -
коэффициенты диффузии вдоль маскированных и немаскированных поверхностей
пластины; qi - коэффициенты, отражающие процессы десорбции. Части молекул Мt
с поверхностей пластины и коэффициенты, отражающие процессы диффузии

молекул Мt вдоль поверхностей пластины; qII и DII - вышеуказанные параметры для
поверхности маски из окисла кремния.
Ф(VT, Di, L, qi) 0
Отсюда следует, что поверхность осажденной локально пленки М+ на всем
своем протяжении будет планарна поверхности пленки окисла кремния при:
qII L o
DII
(
( )


2
+

0

Рис. 2
Рис. 3
Вид зависимости количества локально
Микрофотография скола кремниевой
осажденного Мt от удаления,
пластины 1, с частично
формируемой проводящей пленки от
маскированной окислом кремния - 2,
границы маскирования
поверхностью на которой локально
полупроводника диэлектрика
осажден Ti - 3, с нарушениями
планарности - на границе
маскирования
Вычисления показали, что нарушения указанной выше планарности (Рис. 4)
исчезают когда топологический размер (ширина полоски диэлектрика L) близок к
величине длины свободного пробега молекул М+ вдоль поверхности пластины.
Рис.4.
Микрофотография
скола кремниевой пластины 1
частично
маскированной
окислом кремния -2, окно в
котором заполнено локально
слоем
М+
планарно
с
поверхностью SiO2
Так как эти величины были одного порядка, у нас при L = 1,2 мкм при
давлении газовой фазы состава [Mt+H2] равном 20,265 кПа и ниже.
1. А.П. Нечипоренко О ходе диффузионных процессов в газовой фазе и на
поверхности пластины кремния, частично маскированной диэлектриком, при
осаждении на нее проводящих пленок, 1 НТК АООТ НИИМЭ и з-д Микрон
(сб. труд.), М. МикронПринт, 1998, с. 54-59.