СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2012

3) структуры с толстыми плёнками, осаждёнными на рельефную поверх ность подложки и используемыми в ка честве заполняющей и планаризую щей рельеф ФС межслойной металли зации (см. рис. 2в). Структурыпервого вида, выходящие с операции ФОГФ, имеют следующие характеристики: 1.1) средняя толщина ФС на подложке: d ФС = [ d ФС (max) + d ФС (min)]/2, (1) где d ФС (max) и d ФС (min) – соответ ственно максимальная иминимальная толщина ФС на подложке (пластине); 1.2) неравномерность толщиныФС на подложке, %: r(dФС) = [dФС(max) – dФС(min)]/[dФС(max) + dФС(min)]100, (2) d ФС (max) = d ФС {1+ r( d ФС )}, (2a) d ФС (min) = d ФС {1 – r( d ФС )}; (2б) 1.3) состав ФС, характеризуемый от ношением компонентов в химической формуле материала, например, для слоя TiN отношение Ti : N = 1 : 1; 1.4) структура материала ФС, характе ризуемая типом решётки для моно кристаллических плёнок, размером и ориентацией зёрен (кристаллитов) для поликристаллических плёнок и отсут ствием упорядоченности для аморф ных плёнок; 1.5) плотность материала ФС σ , г/см 3 . Состав, структуру и плотность ФС час то оценивают по скоростижидкостно го химического травления материала ФС V et , нм/мин, в стандартных трави телях и при стандартных условиях p 0 = 101 325 Па и T 0 = 298,16 ° K и по уса дочной деформации толщины плёнки (shrinkage) δ h s , %, при высокотемпера турном отжиге с заданной температу рой (обычно 1000°C) за определённое время; 1.6) коэффициент преломления мате риала ФС n ; 1.7)отражательнаяспособностьматери ала ФС (обычно относительно моно кремния на длине волнысвета экспони рующейсистемыфотолитографии) R ,%; 1.8) диэлектрическая постоянная ε и диэлектрическая прочность E , В/см, для диэлектрических ФС; 1.9) Поверхностное сопротивление ρ s , Ом/кв, и объёмное удельное сопротив ление ρ , Ом см, для проводящих ФС; 1.10) Механические напряжения, сжи мающие (compressive) и растягиваю щие (tensile) в ФС S c и S t соответствен но, дин/см 2 ; 1.11) коэффициент термического рас ширения материала ФС k th , К 1 ; 1.12) адгезия материала ФС (thin film adhesion) к материалу подложки (к ма териалам подслоёв), характеризуемая силой адгезионного сцепления на еди ницу площади F ad , дин/см 2 . Структуры второго вида, кроме ука занных характеристик или их части, характеризуются также степенью по крытия рельефа, к которой относятся: 2.1) степень конформности покрытия ступеньки (топологического рельефа) (conformality step coverage) α c , %: α c = ( s / z )100, (3) где s и z – соответственно толщина наиболее тонкого и наиболее толс того участков осаждаемой плёнки на боковой стороне ступеньки (см. рис. 2б); 2.2) степень покрытия боковой стен ки ступеньки (side wall step coverage) α w , %: α w = ( s / x )100, (4) где x – толщина осаждаемой плёнки на горизонтальной поверхности подлож ки (см. рис. 2б). 2.3) степень покрытия дна ступеньки (bottom step coverage) α b , %: α b = ( y / x )100, (5) где y – толщина осаждаемой плёнки на дне ступеньки (см. рис. 2б). Структуры третьего вида, кроме ука занных характеристик для структур первого вида или их части, характери зуются также показателями заполне ния и планаризации (сглаживания) рельефа, к которым относятся: 3.1) сплошность заполнения рельефа – отсутствие пустот (voids) (см. рис. 2в); 3.2) степень локальной планаризации (degree of local planarization) β l , %: β l = (1 – h l / h o )100, (6) где h l – конечная высота ступенек или глубина канавок на локальном релье фе (см. рис. 2в), h 0 – начальная высота ступенек или глубина канавок (см. рис. 2а); 3.3) степень глобальной планаризации (degree of global planarization) β g , %: β g = (1 – h g / h 0 )100, (7) где h g – конечная высота ступенек или глубина канавок на глобальном релье фе (см. рис. 2в). Т ЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОВ ФОГФ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СЛОЁВ К технологическим характеристи кам процессов ХОГФ относятся: 1) средняя скорость осаждения функ ционального слоя (ФС) V d : V d = [ V d (max) + V d (min)]/2, (8) где V d (max) = d ФС (max)/ t d и V d (min) = = d ФС (min)/ t d – соответственно мак симальная и минимальная скорости осаждения ФС на подложке (пласти не); d ФС (max) и d ФС (min) – соответ ственно максимальная иминимальная толщины ФС на подложке, образую щиеся за время осаждения t d ; 2) неравномерность скорости осажде ния по подложке (пластине) r ( V d ), %: r ( V d ) = [ V d (max) – V d (min)]/[ V d (max) + V d (min)]100. (9) Иногда для характеристики процессов ХОГФ используют понятие равномер ности осаждения ФС R d , которое опре деляется как: R d = [1 – 2 r ( V d )]; (10) 3) cелективность осажденияФС на раз ные материалы подслоёв на поверх ности пластины (подложки): S d (п1/п2) = V d (п1)/ V d (п2), (11) где V d (п1) и V d (п2) – соответственно скорости осаждения ФС на материа лы подслоев п1 и п2. При S d (п1/п2) = = 0 ФС в процессе ФОГФ селективно осаждается только на подслой п2. Следует отметить, что селективности осаждения функциональных слоёв могут зависеть от соотношения пло щадей подслоёв на поверхности плас тины. Кроме того, при одинаковых скоростях осаждения ФС на поверх ности обоих подслоёв ( S d (п1/п2) = 1) может наблюдаться изменение в структуре осаждаемых на разные подслои плёнок; 4) анизотропия (показатель анизотро пии) осаждения ФС на рельефную по верхность пластины: A d = V d (||)/ V d ( ⊥ ), (12) СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2012 © СТА-ПРЕСС