Способ формирования силицидов металлов

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИЛИЦИДОВ МЕТАЛЛОВ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Углов Владимир Васильевич Черенда Николай Николаевич Квасов Николай Трофимович Петухов Юрий Александрович Асташинский Валентин Миронович Подсобей Григорий Захарович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Способ формирования силицидов металлов, включающий осаждение металла на кремний и его плавление, отличающийся тем, что плавление осуществляют воздействием компрессионного плазменного потока продолжительностью от 50 до 200 мкс, плотностью энергии от 8 до 20 Дж/см 2 в переменном магнитном поле, перпендикулярном плоскости осажденного металла, с частотой от 1300 до 2100 Гц и индукцией от 0,22 до 12,5 мТл. Изобретение относится к технологии электронной промышленности, в частности, для формирования соединений металл-полупроводник. Известен способ формирования силицида никеля химическим осаждением его на поликремний 1, включающий нанесение поликремния на подложку, последующее химическое осаждение слоя никеля на поликремний и быстрый термический отжиг при температуре от 400 до 750 С в течение 30-60 с. Известный способ не обеспечивает формирования глубокого силицидного слоя, обладающего, соответственно, низким поверхностным сопротивлением, из-за диффузионного характера переноса металла и кремния. Известен способ формирования силицидов металлов 2, включающий нанесение металла на кремний, облучение ионами элементов, обладающих электроотрицательностью,меньшей, чем электроотрицательность нанесенного металла, и последующий нагрев структуры металл-кремний СВЧ-излучением с основной частотой 950 МГц-1000 ГГц,плотностью поглощенной энергии излучения 0,2-2 кДж/см 2 в течение 1-103 с. Известный способ также не обеспечивает получения глубоких силицидных слоев из-за диффузионного переноса атомов металла и кремния. Наиболее близким к заявляемому является способ формирования силицидного слоя на кремниевой подложке 3, включающий аморфизацию кремния, осаждение металла на кремний и последующее его плавление лазерным излучением в среде рабочего газа. 13882 1 2010.12.30 Известный способ также не обеспечивает формиривания глубокого силицидного слоя и однородности распределения силицида по поверхности из-за малой длительности лазерного импульса при плавлении металла и кремния. Задачей изобретения является уменьшение величины удельного поверхностного сопротивления и относительного разброса значений поверхностного сопротивления силицидов металлов за счет получения глубокого однородного силицидного слоя и упрощение способа. Задача решается тем, что в способе формирования силицидов металлов, включающем осаждение металла на кремний и его плавление, плавление осуществляют воздействием компрессионного плазменного потока продолжительностью от 50 до 200 мкс, плотностью энергии от 8 до 20 Дж/см 2 в переменном магнитном поле, перпендикулярном плоскости осажденного металла, с частотой от 1300 до 2100 Гц и индукцией от 0,22 до 12,5 мТл. Отличием является то, что плавление осуществляют воздействием компрессионного плазменного потока продолжительностью от 50 до 200 мкс, плотностью энергии от 8 до 20 Дж/см 2 в переменном магнитном поле, перпендикулярном плоскости осажденного металла, с частотой от 1300 до 2100 Гц и индукцией от 0,22 до 12,5 мТл. При таком способе формирования силицидов металлов достигается глубокое проплавление металла и кремния и их эффективное перемешивание, что обеспечивает формирование глубокого однородного силицидного слоя, и, соответственно, уменьшение удельного поверхностного сопротивления. Исключение необходимой в известном способе операции аморфизации кремния упрощает способ. Заявляемый способ осуществляют следующим образом. На монокристаллическую пластину кремния (кристаллографическая ориентация (100 размером 1010 мм наносят на установке вакуумно-дугового осаждения ВУ-2 МБС металлическое покрытие толщиной 1,5 мкм. Пластину с нанесенным металлом помещают в камеру магнитоплазменного компрессора компактной геометрии. Из камеры откачивают воздух до давления 400 Па и вводят рабочий газ - азот. Осуществляют воздействие компрессионным плазменным потоком, генерируемым в камере магнитоплазменного компрессора, продолжительностью от 50 до 200 мкс, плотностью энергии от 8 до 20 Дж/см 2 в переменном магнитном поле, перпендикулярном плоскости нанесенного металла, с частотой от 1300 до 2100 Гц и индукцией от 0,22 до 12,5 мТл. Изобретение иллюстрируется примерами. Примеры формирования силицидов титана. Пример 1. Приповерхностный слой кремния марки КДБ-10 с ориентацией (100) по известному способу аморфизируется путем имплантации ионов мышьяка с энергией 30 кэВ, дозой 31014 ион/см 2, наносят слой титана и плавят в среде азота лазерным излучением с плотностью энергии 0,5 мДж/ см 2, длительностью импульса 0,1 мкс. Результаты испытания приведены в табл. 1 (пример 1). Примеры2-196. На поверхность кремния КДБ-10 с ориентацией (100) по заявляемому способу наносят слой титана и обрабатывают компрессионными плазменными потоками с плотностью энергии 5, 8, 13, 20, 22 Дж/см 2, длительностью разряда 45, 50, 100, 200, 300 мкс в переменном магнитном поле, перпендикулярном плоскости полупроводникового материала, с частотой 1200, 1300, 1900, 2000, 2100 Гц и индукцией 0,2, 0,22, 6,0, 12,0, 12,5 мТл. Режимы обработки и результаты испытаний сведены в табл. 1 (примеры 2-196). Примеры формирования силицидов никеля. Из серии проведенных экспериментов по формированию силицидов никеля по заявляемому способу в табл. 2 приведены результаты испытаний при плотности энергии компрессионного плазменного потока 8, 13, 15 Дж/см 2, длительности разряда 100 мкс, частоте магнитного поля 2100 Гц и индукции 11,8 мТл, показавших наилучшие результаты при формировании силицидов титана (табл. 1). 2 ПлотДлитель- Частота Индукция Удельное по- Относительный разность ность магнит- магнитно- верхностное брос значений удельэнергии, импульса, ного по- го поля, сопротивление, ного поверхностного Дж/ см 2 мкс ля, Гц мТл сопротивления,мОм/ Таблица 2 Относительный Удельное поПлотность Длительность Частота Индукция разброс значений верхностноеприэнергии,импульса, магнитного магнитного удельного посопротивление,мера 2 Дж/см мкс поля, Гц поля, мТл верхностного сомОм/ противления,1 8 150 2000 12,0 62 24 2 13 100 2000 12,0 58 19 3 15 100 2000 12,0 67 15 Как видно из приведенных в таблицах данных, заявляемый способ по сравнению с известным обеспечивает уменьшение величины удельного поверхностного сопротивления силицида титана более чем в 7 раз, силицида никеля - более чем в 8 раз и уменьшение относительного разброса значений удельного сопротивления более чем на 20 как для силицида титана, так и для силицида никеля. Источники информации 1. Патент США 6 406 743, МПК 823 18/31, 18/16, 18/3601 21/288, 21/02,21/3205. 2002. 2. Патент РФ 1080675, МПК 601 21/24. 1999. 3. Патент США 6 387 803 МПК 801 21/28, 21/268, 21/336, 21/02, 21/768, 21/70,21/285, 21/3205, 21/265, 2002 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7