Details

Title: Исследование влияния плазменной обработки на свойства сформированных химическим осаждением из газовой фазы тонких пленок нитрида титана // Известия высших учебных заведений. Электроника: научно-технический журнал. – 2022. – С. 715-722
Creators: Горностай-Польский В. С.; Шевяков В. И.
Imprint: 2022
Collection: Общая коллекция
Subjects: Радиоэлектроника; Полупроводниковые приборы; нитрид титана; МДП-структуры; пленки нитрида титана; газовые фазы; химическое осаждение; свойства пленок нитрида титана; плазменная обработка; titanium nitride; TIR structures; titanium nitride films; gas phases; chemical deposition; properties of titanium nitride films; plasma treatment
UDC: 621.382
LBC: 32.852
Document type: Article, report
File type: Other
Language: Russian
DOI: 10.24151/1561-5405-2022-27-6-715-722
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение)
Record key: RU\SPSTU\edoc\69782

Allowed Actions: View

Annotation

При создании МДП-структуры с вертикальным каналом существует проблема конформности заполнения металлом углублений в подложке кремния. Для решения данной проблемы используется метод осаждения металлорганических соединений из газовой фазы, который имеет повышенную конформность осаждения пленок на рельефную поверхность. При использовании данного метода дополнительно может применяться операция плазменной обработки пленки для повышения ее качества. В работе исследовано влияние процесса плазменной обработки при химическом осаждении из газовой фазы тонких пленок нитрида титана на их электрофизические, механические и конструктивные свойства. Показано, что плазменная обработка пленок нитрида титана является эффективной для улучшения электрофизических, механических и конструктивных свойств пленок нитрида титана, полученных химическим осаждением из газовой фазы. Исследована зависимость толщины пленки нитрида титана от длительности плазменной обработки. Установлено, что толщина пленок нитрида титана уменьшается на 30-50 %, что, предположительно, связано с уплотнением материала пленки из-за удаления значительной части примесей водорода и углерода. Выявлена зависимость проводимости пленок нитрида титана от длительности плазменной обработки. Исходное среднее значение удельного объемного сопротивления нитрида титана, равное 43 мкОм*см, в процессе плазменной обработки уменьшилось до 36 мкОм*см. Анализ морфологии поверхности нитрида титана методом атомно-силовой микроскопии не показал существенного влияния плазменной обработки на шероховатость поверхности пленок. В результате оценки значение механических напряжений в пленках нитрида титана до плазменной обработки составило ~ 400 кПа, затем оно уменьшилось (на ~10 %). Получено оптимальное значение длительности плазменной обработки при указанных технологических параметрах, равное 40 с. Установлено, что процесс химического осаждения из газовой фазы обеспечивает возможность конформного заполнения высокоаспектных углублений в кремнии.

During the formation of MIS structure, conformity of filling trenches on the silicon substrate by the metal is one of the problems. The method of organometallic compounds deposition from the gas phase is used to solve this problem and is potentially characterized by an increased conformity of film deposition on a relief surface. This process can be multi-stage, when, within one stage, after the deposition of a metal film of a certain thickness, plasma treatment of the film follows to improve the quality of the deposited metal film. In this work, the influence of the cyclic plasma treatment process in the method of chemical vapor deposition of thin films of titanium nitride on their electrical, mechanical and structural properties is studied. The dependence of the titanium nitride film thickness to the duration of plasma treatment was investigated. It has been established that the film thickness decreases by 30-50 %, which is supposedly associated with the compaction of the film material due to the removal of a significant part of the hydrogen and carbon impurities contained in it. The dependence of the conductivity of titanium nitride films on the duration of plasma treatment is revealed. The initial average volume resistivity of titanium nitride, which is 43 muO*cm, decreased to 36 muO*cm during plasma treatment. Analysis of the surface morphology of titanium nitride by atomic force microscopy showed no significant effect of plasma treatment on the surface roughness of the films. As a result of the study and calculation, the value of built-in mechanical stresses in titanium nitride films before plasma treatment was ~ 400 kPa, then it decreased (by ~ 10 %). Based on the obtained results, the optimal value of the duration of plasma treatment with the specified technological parameters is 40 s. It has been established that the process of chemical vapor deposition provides the possibility of conformal filling of high-aspect trenches in silicon.

Usage statistics

stat Access count: 112
Last 30 days: 2
Detailed usage statistics