PT95431B

PT95431B - Processo de producao de uma pelicula depositada por meio de hidreto de alquilaluminio e de producao de dispositivo semicondutor

Info

Publication number: PT95431B
Application number: PT95431A
Authority: PT
Inventors: Nobuo Mikoshiba; Kazuo Tsubouchi; Kazuya Masu
Original assignee: Canon Kk
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1990-09-26
Publication date: 1997-07-31
Also published as: PT95431A; US5316972A; KR910007078A; EP0420597A3; KR940007444B1; MY136962A; SG45420A1; EP0420597A2; DE69026669D1; DE69026669T2; EP0420597B1; ATE137357T1

Description

O presente invento re-Fere-se ao processo de produção de uma película depositada de acordo com o processo da deposição química de vapor, utilizando um gás de hidreto de alquilalumínio, hidrogénio gasoso e, se desejado, ainda um gás contendo átomos de Si, sendo a Formação da película realizada mudando a velocidade de deposição de uma velocidade de deposição baixa para uma velocidade de deposição elevada.

De acordo com este processo consegue-se uma excelente selectividade e também se consegue a deposição de uma película muitíssimo plana com elevada velocidade de deposição.

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MEMÓRIA DECRITIVh

Antecedentes do Invento

Campo do Invento presente invento refere-se a um processo de produção de uma película depositada, particularmente a um processo de produção de uma película depositada composta principalmente de Al a qual pode ser aplicada, preferivelmente, a eléctrodos ou a circuito eléctrico de um dispositivo de circuito integrado semicondutor, etc. e a um processo de produção de um dispositivo semicondutor.

Arte Anterior Relacionada

Na arte anterior, em dispositivos electrónicos ou em circuitos integrados com utilização de semi—condutores, para os eléctrodos e para o circuito eléctrico, foram primeiramente utilizados, como principal componente, o alumínio <A1> ou um metal contendo alumínio tal como Al-Si e similares. 0 Al tem muitas vantagens, tais como ser pouco dispendioso e ter electrocondutividade elevada, pode ser, também, quimicamente protegido internamente porque se pode formar uma película oxidada densa sobre a superfície, e ter boa adesão ao Si, etc.

Como processo para produção de uma película para eléctrodos e circuito eléctrico, de Al ou Al-Si como mencionado acima, tem-se utilizado na arte anterior o processo de pulverização catódica tal como a pulverização catódica por magnetrão, etc.

No entanto, a deposição seleetiva e o crescimento seleetiva não se podem realizar pelo processo de pulverização catódica que tem sido utilizado na arte anterior. A pulverização catódica é o processo de deposição física baseado no voo de partículas dispersas em vácuo, tornando-se a espessura da película na porção em degrau ou na parede lateral da película isoladora extremamente fina, levando, num caso extremo, à quebra do condutor eléctrico. A não uniformidade da espessura da película ou a quebra do condutor eléctrico têm o inconveniente de que a fiabilidade do LSI ser marcadamente reduzida.

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Por outro lado, uma vez que o grau de integração do circuito integrada tal como o LSI, etc., aumentou e que a formação fina do circuita eléctrica au da circuito eléctrica em camadas múltiplas tem sido particularmente exigida em anos recentes, há um forte aumenta da procura não satisfeito até à data para circuito eléctrico Al ou Al-Si da arte anterior. Com a formação dimensional de mais fina pelo aumento da grau de integração, a superfície do LSI, etc., está sujeita a irregularidade excessiva devida à oxidação, difusão, deposição de película fina, e gravação, etc. Por exemplo, os eléctrodos ou o metal para o circuito devem ser depositados sobre a superfície com um desnível em degrau, ou depositados num orificio de passagem que é pequeno em diâmetro e profundidade. Em DRAM (RAM dinâmica), de 4 Mbit ou de 16 Mbit etc., a razão dimensional (profundidade do Grifício/diâmetro do orifício) da orifício de passagem no qual se vai depositar um metal composto principalmente de Al tal como o AI—Si, etc., é 1,0 ou superior e α próprio diâmetro da orifício de passagem torna—se também de 1 μ ou inferior. Assim, mesmo para um orifício de passagem com uma grande razão dimensional é necessária uma técnica que possa depositar um composto de Al-Si.

Particularmente, para a realização de uma ligação eléctrica segura ao dispositivo sob a película isoladora tal como o S1O2, etc., em vez da formação da pelicula, é necesário depositar Al—Si de modo a embutir apenas o orificio de passagem do dispositivo. Neste caso, é necessário um processo de deposição de uma liga de Al apenas sobre o Si ou sobre a superfície do metal e que não a deposite sobre uma pelicula isoladora tal como o SÍ02j etc.

Como processo tíe pulverização catódica melhorado, desenvolveu-se o processo de pulverização catódica com polarização no qual se aplica uma polarização a um substrato e se realiza a deposição de modo a embutir Al ou o composto de Al-Si apenas no orifício de passagem utilizando a acção de gravação por pulverização e a acção de deposição sobre a superfície do substrato. No entanto, uma vez que se aplica uma voltagem de polarização de

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CFO 7066 PT (MO/TN/kh) —4— cerca de 100 V ou superior ao substrato, ocorre uma influência nociva no dispositivo devido a danos pelas partículas carregadas, tal como a variação no valor limiar do MOS-FET, etc. Também, devido à presença de ambas as acções de gravação e de deposição, há o problema de que a velocidade de deposição não possa ser essencialmente melhorada.

De modo a resolver os problemas que se descreveram acima, têm sido propostas vários tipos de processos CVD (Deposição Química de Vapor). Nestes processos, utiliza-se de alguma Forma a reacção química do gás de partida. Na CVD de plasma ou na CVD óptica, a decomposição do gás de partida ocorre em Fase gasosa e as espécies activas aí formadas reagem ainda sobre o substrato para dar origem à Formação da película. Nestes proces— -sos CVD, a cobertura da superfície da irregularidade na superfície do substrato é boa. No entanto, átomos de carbono contidos na molécula do gás de partida são incorporados dentro da película. Também, particularmente na CVD de plasma, manteve-se o problema de danos pelas partículas carregadas (chamado danos de plasma) como no caso do processo de pulverização catódica.

processo CVD térmica, no qual a película cresce através da reacção de superfície primariamente sobre a superfície do substrato, é bom na cobertura da superfície da irregularidade tal como a porção em degrau da superfície, etc. Também se pode esperar que a deposição dentro do orifício de passagem ocorra prontamente. Pode ainda evitar-se a quebra do condutor eléctrico na porção em degrau. Adicionalmente, não há danos causadas pelas partículas carregadas que se observaram no caso do processo CVD de plasma ou no processo de pulverização catódica. Qs processos deste tipo incluem, por exemplo, o processo visto em Journal of Electrochemical Society, vol. 131, ρ. 2175 Í19S4).

Neste processo utiliza-se o tri-isobutilalumínio (i-C^gJjAl

ÍTIBA) como gás de organoalumínio e forma-se uma película de Al a uma temperatura de formação da película de 260°C e a uma pressão do tubo de reaccão de 0,5 Torr (66,6 Pa). A temperatura do substrato é, então, mantida a cerca de 450°C e introduz-se SÍH4 para

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5diFundir Si na película de Al, obtendo-se assim uma película de Al-Si.

Quando se utiliza o TIBA, não se pode obter uma película contínua a menos que se eFectue um pré-tratamento no qual, antes da Formação da película, se Faça passar .TÍCI4 para activar a superFície do substrato para Formar núcleos. Adicionalmente, no caso em que se ultiliza o TIBfi, há o problema de a planura da superFície não ser suFicientemente regular mesmo quando se utiliza o TÍCI4. Por este processo não é possível realizar o crescimento selectivo tal como a deposição de Al-Si apenas em oriFícios de passagem.

Como outro processo, pode-se mencionar o processo descrito em Japanese Journal oF Applied Physics, Vol. 27, NS 11, p. L2134 (1988). Neste processo Fornecem-se TIBA e 812¾ diluídos com Ar gasoso e aquecem-se os gases antes de o TIBA atingir α substrato. Por este processo, pode Fazer-se crescer epitaxialmente uma película de Al—Si de baixa resistividade sobre uma bolacha de Si(100). Embora a película obtida por este processo tenha uma boa alta qualidade, estão envolvidos os problemas do controlo ser diFícil devido a necessidade de aquecimento dos gases e de a aparelhagem para a realização deste processo ser complicada.

Pedido de patente japonesa nS 63-33569, acessível ao público, descreve um processo de produção de uma película sem utilização de T1CI4, mas utilizando no seu lugar um organoalumínio e aquecendo-o na vizinhança do substrato. De acordo com este processo, o Al pode depositar-se selectivamente apenas sobre o metal ou sobre a superFície do semi-condutor a partir do qual se removeu a película naturalmente oxidada.

Neste caso, está claramente estabelecido que o passo de remoção da película naturalmente oxidada da superFície do substrato é necessário antes da introdução do TIBA. Descreve-se também que, uma vez que se pode utilizar o TIBA sózinho, não é necessário utilizar qualquer gás transportador, mas pode também utilizar-se Ar gasoso como gás transportador. No entanto, a

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reaeção do TIBA com outro gás (p.ex. 1¾) não está de modo algum contemplada e não há nenhuma descrição da utilização de H2 como gás transportador. Em adição ao TIBA, são também mencionados o trimetilalumínio ÍTMA) e o trietilalumínio (TEA), mas não há nenhuma descrição especifica de outros organometálicos. Isto acontece porque, uma vez que as propriedades quimícas dos organometálicos geralmente variam grandemente se o substituinte orgânico ligado ao elemento metálico varia um pouco, é necessário investigar individualmente por experimentação detalhada para determinar qual o organometálico que se deve utilizar.

No processo CVB que se descreveu acima, não só há a inconveniência de se ter de remover a película naturalmente oxidada,como também há a desvantagem de não se poder obter regularidade de superfície. Há também a restricção de ser necesário o aquecimento do gás e ainda de o aquecimento se ter de fazer na vizinhança do substrato. Além disso, deve-se também determinar experimentalmente a que proximidade do substrato deve ser feito o aquecimento, pelo que há também o problema do local da colocação do aquecedor não poder ser, necessáriamente, escolhido livremente.

No pré-texto do 22 Simpósio da Sociedade Electroquímica,Ramo do Japão (7 Julho, 19S9), na pág. 75, há uma descrição da formação de uma película de Al de acordo com o processo CVB de parede dupla. Neste processo, utiliza-se o TIBA e projecta-se o dispositivo de modo a que a temperatura no gás do TBA possa ser superior à temperatura do substrato. Este processo pode ainda ser considerado como uma modificação do pedido de patente japonesa n2 63-33569, acessível ao público, mencionado acima. Neste método o Al pode, também, crescer selectivamente apenas sobre um metal ou sobre um semi—condutor, mas não só a diferença entre a temperatura do gás e a temperatura da superfície do substrato é controlada com dificuldade, como também há o inconveniente de a bomba e a conduta terem de ser aquecidas. Ainda de acordo com este processo, estão envolvidos problemas tais como não se poder formar uma película contínua, uniforme, a planura da película ser pobre, etc., a menos que a película se torne densa em alguma proporção.

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Como descrito acima, os processos da arte anterior têm os problemas, a ser resolvidos, de ser difícil obter uma película de Al-Si plana de baixa resistividade e de boa qualidade, de haver uma considerável limitação na aparelhagem e na formação da película.

Como descrito acima, os processos da arte anterior não podem, necessariamente, realizar bem o crescimento selectivo de Al-Si e mesmo se possível, há um problema em relação à planura, resistência, pureza, etc., da película de Al formada. Estão envolvidos, também, os problemas de o processo de formação da película ser complicado e ser controlado com dificuldade.

Além disto, de acordo com a arte anterior, como se descreveu acima, não se consegue atingir uma produção suficientemente alta para haver um sucesso comercial final.

Sumário do Invento

Como se descreveu acima, no campo técnico dos semicondutores, no qual, em anos recentes, se tem desejada alta integração para proporcionar economicamente dispositivos semicondutores que são produzidos altamente integrados e com desempenhos superiores, existem muitas áreas a aperfeiçoar.

Um objectivo do presente invento é proporcionar um processo de produção de uma película depositada que é excelente em controlabilidade, não requer um dispositivo de produção da película depositada particularmente dispendioso e complicado, é extremamente vasto na aplicabilidade para propósitos gerais e pode ainda produzir uma película metálica de qualidade, e um processo para a produção de um dispositivo semicondutor.

Um objectivo do presente invento é proporcionar um processo de produção de uma película depositada capaz de produzir uma película metálica composta prineipalmente de alumínio, de boa qualidade, de acordo com o processo de excelente reprodutibilidade.

Outro objectivo do presente invento é proporcionar um pro-

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CFO 7066 PT íMO/TN/kh) cesse de produção de um dispositivo semicondutor que possa proporcionar um dispositivo semicondutor altamente integrado de alto desempenho a baixo custo.

Outro objectivo do presente invento é proporcional um processo de produção de uma película depositada capaz de produzir uma película metálica composta principalmente de Al, de boa qualidade a uma velocidade de deposição elevada com excelente reprodutibilidade a baixo custo.

Ainda outro oobjectivo do presente invento é proporcionar um processo para produção de um dispositivo semicondutor, que permita obter um circuito eléctrico de boa qualidade com alta produção e que tenha elevada fiabilidade.

Ainda outro objectivo do presente invento é proporcionar um processo de produção de uma película depositada que permita obter uma película metálica composta principalmente de Al, de boa qualidade a uma velocidade de deposição elevada e com excelente selectividade, assim como um processo de produção de um dispositivo semicondutor.

Atingem-se estes objectivos, de acordo com o invento, proporcionando um processo para a produção de uma película depositada compreendendo os passos de:

(a) proporcionar um substrato possuindo uma superficie doadora de electrões num espaço destinado à formação da película depositada;

(b) introdução de um gás de um hidreto de alquilalumínio e hidrogénio gasoso no referido espaço destinado A formação da película depositada; e (c) manutenção da temperatura da referida superfície doadora de electrões dentro da gama entre a temperatura de decomposição do referido hidreto de alquilalumínio e 450°C para formar uma película de alumínio sobre a referida superfície doadora de electrões, variando simultaneamente a velocidade de deposição do alumínio.

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Estes objectivos atingem-se, também, de acordo com o invento proporcionando um processo de produção de uma película depositada compreendendo os passos tíe:

(a) proporcionar um substrato possuindo uma superFície doadora de eletrões num espaço destinado à formação da película depositada;

(b) introdução de um gás de um hidreto de alquilalumínio, de um gás contendo silicio e de hidrogénio gasoso no referido espaço destinado à formação da película depositada; e íc) manutenção da temperatura da referida superfície doadora de electrões dentro da gama entre a temperatura de decomposição do referido hidreto de alquilalumínio e 450°C para formar uma película de alumínio-silício sobre a referida superfície doadora de electrões, variando simultaneamente a velocidade de deposição do alumínio.

No presente invento, forma—se a película de Al ou Al—Si alimentando um gás de um hidreto de alquilalumínio, ou um gás de um hidreto de alquilalumínio ccnjuntamente com um gás contendo silício. Adicionalmente, varia-se a velocidade de deposição do Al durante a formação da película.

Consequentemente pode-se formar uma película densa de Al ou Al-Si sobre um substrato, com elevada velocidade.

Atingem-se, também, estes objectivos de acordo com o invento proporcionando um processo de produção de uma película depositada compreendendo os passas de:

(a) proporcionar um substrato possuindo uma superficie doadora de electrões ÍA) ε uma superfície não doadora de electrões ÍB) num espaço destinado à formação da película depositada;

<b> introdução de um gás de um hidreto de alquilalumínio e hidrogénio gasoso no referido espaço destinado à formação da película depositada; e

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-10Cc) manutenção da temperatura da referida superficie doadora de electrSes CA) dentro da gama entre a temperatura de decomposição da referido hidreto de alquilalumínio e 450^aC para formar uma pelicula de alumínio, selectivamente, sobre a referida superfície doadora de electrões CA), variando simultaneamente a velocidade de deposição do alumínio.

Atingem-se, também, estes objectivos de acordo com o invento proporcionando um processo de produção de uma pelicula depositada compreendendo os passos de:

Ca) proporcionar um substrato possuindo uma superficie doadora de electrões CA) e uma superficie não doadora de electrões CB) num espaço destinado à formação da pelicula depositada;

Cb) introdução de um gás de um hidreto de alquilalumínio, de um gás contendo silício e hidrogénio gasoso no referido espaço destinado à formação da película depositada; e

Cc) manutenção da temperatura da referida superficie doadora de electrões CA) dentro da gama entre a temperatura de decomposição do referido hidreto de alquilalumínio ε 450°C para formar uma película de alumínio—si 1ício, selectivamente, sobre a referida superficie doadora de electrões CA), variando simultaneamente a velocidade de deposição do alumínio.

No presente invento, alimentando um gás de um hidreto de alquilalumínio ou um gás de um hidreto de alquilalumínio conjuntamente com um gás contendo silício sobre um substrato possuindo uma superfície doadora de electrões CA) e uma superficie não doadora de electrões CB), forma-se uma pelicula de Al ou Al—Si apenas sobre a superfície doadora de electrões CA), variando a velocidade de deposição do Al durante a formação da película. Consequentemente, pode-se formar uma película densa de Al ou Al-Si com elevada velocidade, apenas sobre a superficie doadora de electrões CA) do substrato.

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Breve Descrição das Figuras

As Figs. 1A-ÍD são vistas seccionais esquemáticas para ilustração do processo de produção da película depositada de acordo com uma concretização do presente invento.

As Figs. 2 e 3 são vistas esquemáticas para ilustração de um dispositivo de produção da película depositada adequado à prática do processo de produção da pelicula depositada de acordo com o processo do presente invento.

As Figs. 4A — 4E são vistas esquemáticas seccionais para ilustração do processo de produção da película depositada de acordo com uma concretização do presente invento.

A Fig. 5 é um diagrama mostrando o padrão da diFracção de raios X sobre o Al depositado, no substrato de Si (111) possuindo Al depositado.

As Figs. 6A e 6B são diagramas mostrando o padrão de diFracção de raio X.

A Fig. 7 é um diagrama mostrando o padrão de diFracção de raio X sobre o Al depositado no substrato de Si(100).

A Fig. 8 é uma vista esquemática para ilustração do íí-RHEED de varrimento.

A Fig. 9 é uma vista esquemática para ilustração do princípio da observação de grânulos cristalinos com a imagem de /i—RHEEB de varrimento.

A Fig. 10 é um diagrama mostrando o padrão de diFracção de raio X sobre o Al depositado no substrato de Si(111).

As Figs. 11A-11C são vistas esquemáticas da imagem de varrimento de electrão secundário e da imagem de íí-RHEEB de varrimento da película de Al selectivamente depositada sobre o substrato de Si(111).

A Fig. 12 é um diagrama mostrando o padrão de diFracção de raio X sobre o Al depositado no substrato de Si(100).

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-12—

As figs. varrimento de varrimento da

13A-Í3C electrão película são vistas esquemáticas da imagem de secundário e da imagem de íí-RHEED de e AI selectivamente depositada sobre o substrato de Si(100).

As figs. 14A—14E são vistas esquemáticas mostrando uma concretização da formação de um eléctrodo fonte e drenagem de transístor do tipo de porta isolada.

As figs. 15A-15D são ilustrações para a explicação do mecanismo da reacção.

Descrição Detalhada das Concretizações Preferidas

As concretizações preferidas de acordo com o presente invento estão descritas abaixo em detalhe, mas o presente invento não está limitado por estas concretizações e pode ter uma constituição que cumpra o objectivo do presente invento.

No que segue, antes da descrição detalhada, descreve-se primeiro em linhas gerais, o processo de produção de uma película depositada por utilização de um organometâlico.

A reacção de decomposição de um organometâlico e, portanto, a reacção de deposição de uma película fina, variarão grandemen— te, dependendo do tipo de átomo metálico, do tipo de grupo alquila ligado ao átomo metálico, dos meios utilizados para provocar a reacção de decomposição, do gás da atmosfera, etc.

Por exemplo, no caso de M-R3 (Ms metal da grupo III, Rs grupo alquilo), o trimetilgálio:

CH₃

CH3—Ga

CHx em decomposição térmica sofre clivagem por radicais na qual cliva a ligação Ga-CH₃, enquanto que o trietilgálio:

se

C₂H₅

C2H5—Ga

9— t-J

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em decomposição térmica se decompõe através de eliminação β em:

C₂H5^_Ga ^c2^h5

H e C2H4. Por outro lado, o trietilaluminio com o mesmo grupo etilo 1igado:

.C₂H₅ c₂h₅-aí em decomposição térmica sofre decomposição por radicais na qual se cliva AI-C2H5. No entanto, o tri-isobutilalumínio possuindo o i—C4H9 ligado:

3.

iC^Hcs—Al

JÍ. f

1C4H9 sofre eliminação β.

trimetilalumínio ÍTMA) compreendendo grupos CH3 e Al tem uma estrutura dimérica à temperatura ambiente:

CH₃

CHt

CHi

CH₃ e a decomposição térmica é uma decomposição por radicais na qual se cliva o grupo A1-CH₃ e, á temperatura de 150^eC ou inferior, reage com o H₂ da atmosfera para formar CH4 e forma, finalmente, Al.

No entanto, a uma temperatura elevada de 300°C ou superior, mesmo se o H₂ estiver presente na atmosfera, o grupo CH₃retirará H da molécula de TMA, até se formar, finalmente, o composto Al-C.

Também no caso do TMA, à luz ou numa região de potência eléctrica controlada, em plasma de alta frequência (aprox. 13,56

MHz) em atmosfera de H₂, formar-se-á C₂H& por ligação do CH₃ em

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-14ponte entre dois átomos de Al.

Em resumo, uma vez que mesmo um organometàlico compreendendo o grupo CH3, que é o grupo alquilo mais simples, o grupo C2H5 ou o grupo 1-C4H9 e Al ou Sa_r tem um modo de reagir dependendo da natureza do grupo alquilo, da natureza do átomo metálico, dos meios de excitação da decomposição, para a deposição de um átomo metálico a partir de um organometàlico sobre um substrato desejado, a reacção de decomposição deve ser estritamente controlada. Por exemplo, quando se vai depositar Al a partir de tri-isobutilalumínio:

ÍC4H9 (TIBA: - 1C4H9) no processo CVB de baixa pressão compreendendo principalmente reacção térmica, formam-se sobre a superfície irregularidades da ordem do /i, pelo que a morfologia da superfície é inferior. Também ocorre a produção de sinuosidades por tratamento térmico, enrugamento da superfície de Si através de difusão de Si na interface entre □ Al e o Si e, também, a resistência à migração é inferior, pelo que se utiliza com dificuldade para o processo de ultra-LSI.

Por esta razão, tentou-se obter um processo para controlar precisamente ambas as temperaturas do gás e do substrato. No entanto, o dispositivo é complicado ε o processo é do tipo de tratamento de folha cuja deposição se pode realizar apenas sobre uma bolacha, por um processo de deposição. Além disso, uma vez o

que a velocidade de deposição é de 500 A/min. no máxima, a produção necessária para produção em massa não se pode realizar.

Similarmente, quando se emprega TMA, tentou-se uma deposição de Al por meio de plasma ou de luz, o dispositivo torna-se também complicado devido à utilização do plasma ou da luz e, também, devido ao dispositivo do tipo de folha,existe lugar para o aperfeiçoamento suficiente da produção.

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CFO 7066 PT (MO/TN/kh) hidreto de dimetilalumínio (DMAH) a ser utilizado como hidreto de alquilalumínio hg presente inventa é uma substância conhecida como alqui1-metal, mas não se pode estimar de modo algum, que película fina de Al se pode depositar, dependendo de qual o modo reacional, a menos que as películas depositadas se formem sob todas as condições. Por exemplo, num exemplo de deposição de Al por CVD óptica a partir de DMAH, a morfologia da superfície é inferior e o valor da resistividade é superior ao valor da resistividade em globo Í2,7 íohm.cm) de vários //ohm a 10 /íohm.cm, sendo assim inferior a qualidade da película.

Agora, as concretizações preferidas do presente invento estão descritas em mais detalhe, em relação às figuras.

No presente invento, para a deposição de uma película de Al-Si de boa qualidade como película de deposição electrocondutora sobre um substrato, utiliza-se o processo CVD.

Mais especificamente, por utilização de hidreto de dimetil— alumínio (DMAH):

Fórmula químicas CH3

Al - H

ou de hidreto de monometilalumínio (MMAHo)

Fórmula química:

como hidreto de alquilalumínio que é um organometálico, como gás de partida contendo pelo menos um átomo que se torne o constituinte da película depositada, opcionalmente um gás contendo átomos de Si como gás de partida e H2 como gás de reacção, forma—se uma película de Al—Si por crescimento em fase gasosa com uma mistura gasosa destes sobre um substrato.

Como substrato aplicável no presente invento, pode empregar-

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-se um material possuindo propriedades doadoras de electrSes.

material doador de electrSes está descrito, em baixo, em detalhe.

material doador de electrSes refere-se a um material possuindo electrSes livres existentes ou electrSes livres formados intencionalmente no substrato, por exemplo, um material possuindo uma superfície sobre a qual a reaeção quimica seja promovida através de troca de electrSes com as moléculas de gás de partida ligadas à superfície do substrato. Por exemplo, metais e semi-condutores tais como do tipo P, do tipo N e semicondutores intrínsecos, etc. correspondem geralmente a estes materiais. Aqueles que possuem uma película oxidada muito fina sobre a superfície metálica ou do semicondutor estão, também, incluídos. Portanto, com tal película fina, pode ocorrer reaeção química entre o substrato e as moléculas de partida ligadas.

Especificamente, podem-se incluir semi-condutores tais como o silício monocristalino, o silício policristalino, o silício amorfo, etc, compostos semi-condutores III-V em sistema binário ou em sistema ternário ou em sistema quaternário, compreendendo combinações de 5a, In, Al como elemento do grupo III e P, As, N como elemento do grupo V, ou compostos semi-condutores ΙΣ—IV, ou os próprios metais tais como o tungsténio, o molibdénio, o tântalo, o aluminio, o titânio, o cobre, etc., ou silicietos dos metais de cima tais como o silicieto de tungsténio, o silicieto de molibdénio, o silicieto de tântalo, o silicieto de alumínio, o silicieto de titânio, etc., e ainda metais contendo qualquer um dos constituintes dos metais anteriores tais como alumínio-silício, alumínio—titânio, alumínio—cobre, alumínio—tantâlo, alumínio-si lício-cobre, alumínio-silício-titânio, alumínio-paládio, nitreto de titânio, etc.

Al deposita-se sobre o substrato com tal constituição, apenas através de uma reaeção térmica simples no sistema reaccional do gás de partida e do H₂· Por exemplo, a reaeção térmica no sistema reaccional entre o DMAH e o H₂ pode considerar-se basicamente como se segue:

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2A1 I + 4CH₄ t + H₂ f

DMAH assume uma estrutura dimêrica à temperatura ambiente. Também com o MMAH₂ se pode formar uma película de Al de alta qualidade por reacção térmica, como se mostra em baixo nos exemplos.

Como o MMAH₂ tem uma pressão de vapor baixa, de 0,01 a 0,1

Torr (1,33 a 13,3 Pa) à temperatura ambiente, transporta-se com dificuldade uma grande quantidade do material de partida e o valor do limite superior da velocidade de deposição é de várias 0 centenas de A/min., na presente concretização, e, preferivelmente, é mais desejável utilizar o DMAH cuja pressão de vapor é 1 Torr (133,3 Pa) à temperatura ambiente.

Noutra concretização do presente invento, utiliza-se o processo CVD para deposição selectiva de uma boa película metálica como película de deposição electrocondutora sobre o substrato.

Mais especificamente, como se descreveu acima, por utilização de hidreto de dimetilalumínio ÍDMAH) ou de hidreto de monome— tilalumínio (MMAH₂>, de, opeionalmente, um gás contendo átomos de Si como gás de partida e de H₂ como gás de reacção, forma-se, selectivamente, uma película metálica sobre o substrato por crescimento em fase gasosa com uma mistura gasosa destes gases.

substrato aplicável no presente invento tem um primeiro material de superfície do substrato destinado ã formação da superfície sobre a qual se deposita um metal e um segundo material de superfície do substrato, sobre o qual não se deposita o metal. E, como primeiro material de superfície do substrato, utiliza—se, um material possuindo a superfície doadora de elec— trôes.

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Ens contraste, como material destinado á formação da superficie sobre a qual não se deposita selectivamente o Al puro ou o Al-Si, nomeadamente o material destinado á formação da superfície não doadora de electrões, utilizam-se materiais isoladores convencionais, silício oxidado formado por oxidação térmica, por CVD, etc., vidro ou película oxidada tal como BS5, PS5, SPSS, etc., película de nitreto formada termicamente, película de nitreto de silício formada por processo CVD de plasma, CVD de baixa pressão, processo ECR—CVD, etc.

As figs. 1A-ÍD mostram o modo como cresce a película de Al puro ou de Al-Si, de acordo com o presente invento.

A fig. IA é uma ilustração mostrando esquematicamente a secção transversal do substrato antes da formação da película depositada de Al puro de acordo com o presente invento. 0 nfi 90 é um substrato compreendendo um material doador de electrões.

Quando o DMAH, opeionalmente em conjunto com SioH^, como gás de partida e uma mistura gasosa contendo Ff? como gás de reaeção são alimentados sobre o substrato i aquecido sob a primeira condição de deposição, precipita Al puro ou Al—Si sobre o substrato 90 para formar a película contínua de Al puro ou Al-Si, como é mostrado na fig. IB.

Continua-se a deposição adicional de Al-Si sob a segunda condição de deposição para obter a película de Al—Si como é mostrado na fig. ID, através do estado da fig. IC.

Como resultado ds análises de acordo com a espectrosccpia electrónica de Auger ou com a espectrcscopia fotoeléctrica, não se detectou nesta película o arrastamento de impurezas tais como o carbono ou oxigénio.

A película depositada assim formada tem uma resistividade de, por exemplo, com uma espessura da película de 400 A, 2,7-3,0 ífohm.cm à temperatura ambiente, que é substancialmente igual à resistividade em globo do Al, e torna-se uma película contínua e plana. Também, mesmo com uma espessura da película de 1 ϋ, a sua

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-19resistência à temperatura ambiente é aproximadamente 2,7-3,0 íiohm.cm e forma-se uma película suficientemente densa com uma película relativamente mais espessa. A reflectância na região de comprimentos de onda do visível é aproximadamente 80% e pode-se depositar uma película fina excelente em planura da superfície.

Como é acima descrito, em detalhe, no presente invento, em adição ã verificação da deposição de Al puro sobre uma superfície doadora de electrSes (A) mantendo a superfície doadora de electrões a uma temperatura entre a temperatura de decomposição de um hidreto de alquilalumínio e 450°C numa atmosfera de uma mistura gasosa de um gás de um hidreto de alquilalumínio, parti— cularmente um hidreto de alquilalumínio contendo o grupo metilo e hidrogénio gasoso, cu da deposição de Al-Si utilizando a atmosfera da mistura gasosa acima mencionada na qual se adiciona, ainda, um gás contendo Si, para realizar uma produção superior na formação da película de Al puro ou de Al-Si, realiza-se uma variação de uma velocidade de deposição baixa para uma velocidade de deposição elevada durante a formação da película depositada. Fazendo isto, consegue-se atingir uma produção superior sem diminuir a qualidade da película.

A fig. 2 é uma vista esquemática mostrando um dispositivo preferido para a formação da película da deposição destinado â aplicação do presente invento.

Aqui, o nfi 1 é um substrato destinado â formação de uma película de Al-Si. O substrato í está montado sobre um suporte de substratos 3 proporcionado no interior do tubo de reacção 2 para formar um espaço destinado â formação de uma película depositada que está substancialmente fechado como se vê na Fig. 2. Como material constituinte do tubo reaccional 2, é preferível utilizar o quartzo, mas este pode, também, ser feito de um metal. Neste caso, é preferível arrefecer o tubo de reacção. 0 suporte de substratos 3 é feito de um metal e está provido de um aquecedor 4 de modo a que o substrato montado sobre ele possa ser aquecido. E a constituição é feita de modo a que a temperatura do substrato possa ssr controlada controlando a temperatura da

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produção de calor do aquecedor 4.

sistema de alimentação dos gases é constituído como se descreve abaixo.

nfi 5 ê um misturador de gases, no qual se misturam o primeiro gás de partida, o segundo gás de partida e o gás de reaeção e a mistura ê alimentada ao interior do tubo de reaeção

2. 0 nfi 6 é um gaseificador do gás de partida proporcionado para a gaseificação de um organometálico como primeiro gás de partida.

organometálico que se utiliza no presente invento é liquido à temperatura ambiente e transforma-se num vapor saturado fazendo passar um gás transportador através do líquido do organometálico dentro do gaseificador 6, que por sua vez se introduz no misturador 5.

A evacuação é constituída como se descreve em baixo.

nfi 7 é uma válvula de comporta que se abre quando se realiza a evacuação de um volume grande tal como durante a evacuação do interior do tubo de reaeção 2 antes da formação da película depositada. 0 nfi 8 é uma válvula de controlo fino, que se utiliza quando se efectua a evacuação de um volume pequeno tal como no controlo da pressão interna do tubo de reaeção 2 durante a formação da película depositada. O nfi 9 é uma unidade de evacuação, que é constituída por uma bomba para evacuação tal como uma bomba turbo-molecular, etc.

sistema de transporte do substrato 1 é constituído como se descreve abaixo.

nfi 10 é uma câmara de transporte do substrato que pode alojar o substrato antes e depois da formação da película depositada, a qual é evacuada por abertura da válvula 11. 0 nfi 12 é uma unidade de evacuação destinada à evacuação da câmara de transporte, que é constituída por uma bomba para evacuação, tal como uma bomba turbo—molecular, etc.

A válvula 13 abre-se apenas quando se transfere o substrato

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entre a câmara de reacção ε o espaço de transporte.

Como se mostra na Fig.i, no gaseificador do gàs de partida 6 que é a câmara de Formação do gás destinada á Formação do gás de partida, borbulha-se o DMAH líquido, mantido à temperatura ambiente, com H2 ou Ar <ou outro gás inerte) como gás transportador para Formar DMAH gasoso, o qual se transporta para o misturador 5. 0 H2 gasoso, na qualidade de gás de reacção, é transportado através de outra via para o misturador 5. Controlam-se os caudais dos gases de modo que as pressões parciais respect ivas possam tomar os valores desejados.

No caso da Formação de uma película com este dispositivo, o primeiro gás de partida pode ser, svidentemente, ο MMAH2, mas o DMAH, com uma pressão de vapor suFiciente para se tornar 1 Torr <133,3 Pa) à temperatura ambiente, é o mais preFerido. Também se podem utilizar o DMAH e ο MMAH2 numa mistura.

Na qualidade de segundo gás de partida contendo Si, podem-se utilizar Si₂H₆, SiH₄, Si₃H_s, Si<CH₃)₄, S1CI4, SiH₂Cl₂ e SÍH3CI. Destes compostos, o S12HA pode Facilmente decompSr-se à baixa temperatura de 200-300°C. Os gases tais como o SioH^ são diluídos com H2 ou com Ar e transportados para o misturador 5 através de um sistema diFerente do sistema do DMAH.

A película depositada Formada a uma temperatura do substrato de 160°C a 450~C por utilização destes gases de partida a deste gás de reacção, com uma espessura de, por exemplo, 400 A, tem uma resistividade, à temperatura ambiente, de 2,7 - 3,0 ^ohm.cm que é substancíalmente semelhante à resistividade sm globo do Al, e é uma película contínua e plana. Nesta altura, a pressão durante a Formação da película pode ser escolhida dentro da gama entre 10~³Torr e 760 Torr <0,13 e Ι,ΟίχίΟ’³ Pa). Também, mesmo quando a espessura da película possa ser 1 íí, a sua resist ividade ê aprox. 2,7-3,0 ííohm.cm e pode-se Formar uma película suFicientemente densa também com uma película relativamente espessa. Também a reFlectância na região de comprimentos de onda da luz visível é aproximadamente de SOS, pelo que se pode depositar uma película

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fina de excelente planura de superficie.

A temperatura do substrato está, desejavelmente, entre a temperatura de decomposição do gás de partida contendo Al ou superior, e 450°C ou inferior, como se descreveu acima, mas, espe cificamente, é mais desejável uma temperatura do substrato entre 200 e 450^aC e quando se realiza a deposição sob estas condições, fazendo a pressão parcial do DMAH entre 10~⁴ e 10^-^ Torr ÍO,O1 e 0,13 Pa), a velocidade de deposição torna-se muito grande, como entre 100 Ã/min. e 800 Â/min., pelo que se pode obter uma velocidade de deposição suficientemente grande, correspondendo ao custo, como técnica de deposição de Al-Si para o ultra-LSI.

Uma condição mais preferível da temperatura do substrato é de 270°C a 350“C e a película de Al-Si depositada nestas condições é também fortemente orientável e, mesmo quando submetida ao tratamento térmico a 450°C durante 1 hora, a película de Al-Si sobre o substrato de Si monocristalino ou de Si policristalino torna-se uma boa pelicula de Al-Si sem produção de sinuosidades, espigões, como se viu no processo de produção da película da arte anterior. Esta pelicula de Al—Si é também excelente em resistência â electro-migração.

No dispositivo mostrado na Fig. 2, o Al-Si pode depositar-se apenas sobre uma folha do substrato em uma deposição. Embora se 0 possa obter uma velocidade de deposição de aprox. SOO A/min., esta é ainda insuficiente para realizar a deposição de um grande número de folhas num curto espaço de tempo.

Como dispositivo de formação da película depositada para aperfeiçoar este ponto, há o dispositivo de CVD de baixa pressão que permite depositar Al-Si por montagem simultânea de um grande número de folhas de bolacha. Uma vez que a formação da película de Al-Si de acordo com o presente invento utiliza a reacção de superfície sobre a superficie do substrato doadora de electrões, no processo CVD de baixa pressão do tipo de paredes quentes no qual apenas se aquece o substrato, pode-se depositar o composto Al-Si contendo 0,5-2,07 de Si sobre o substrato, usando DMAH e H2,

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-2oe o gás de partida cqíií Si tal como o S12H6, etc.

A pressão do tubo de reacção pode ser de 0,05 a 760 Torr, (66,6 a 1,01x10^ Pa), desejavelmente de 0,1 a 0,8 Torr (13,3 a 106 Pa), a temperatura do substrato de 160°C a 45Õ^aC, desejavelmente de 200“C a 400^cC, a pressão parcial do DMAH de lxí0“⁵ vezes a 1,3x1(53 vezes a pressão no tubo de reacção, a pressão parcial do SÍ2H& de lxlO^-7 vezes a lxlO^-4 vezes a pressão no tubo de reacção e, sob estas condições, o Al-Si pode—se depositar bem sobre o substrato doador de electrões.

J

A Fig. 3 é uma ilustração esquemática mostrando um dispositivo para Formação da película depositada ao qual é aplicável o presente invento.

n2 57 é um substrato destinado à Formação de uma película de Al-Si, ο ηθ 50 é um tubo de reacção exterior Feito de quartzo para a Formação de um espaço destinado à Formação da película depositada , substancialmente Fechado ao exterior, o nS 51 é um tubo reaccional interior Feito de quartzo destinado à separação do Fluxo do gás dentro do tubo reaccional exterior 50, o nS 54 é uma Flange Feita de um metal destinada á abertura e Fecho da abertura do tubo reaccional exterior 50, ε o substrato 57 está localizado dentro do membro de suporte de substratos 56 proporcionado no interior do tubo de reacção interior 51. 0 membro de suporte de substratos 56 deve ser Feito, preFerivelrnente, de quartzo.

IMo presente dispositivo, também a temperatura do substrato pode ser controlada pela porção aquecedora 59. A pressão no interior do tubo de reacção 50 é constituída de modo a ser controlável pelo sistema de evacuação ligado através da saída da evacuação do gás 53.

sistema de alimentação de gás é constituído de modo a ter um primeiro sistema de gás, um segundo sistema de gás, um terceiro sistema de gás e um misturador (nenhum está mostrado na

Fig. 3) similarmente ao dispositivo mostrado pelos símbolos 5 e 6 na Fig. 2 e os gases de partida e o gás de reacção são introduzi-

-24dos no tubo de reacção 50 através da entrada do gás de partida 52. Estes gases reagem sobre a superfície do substrato 57 durante a passagem no interior do tubo reaccional interior 51 como se mostra pela ponta da seta 58 na fig. 3, para depositar o Al-Si sobre a superfície do substrato. Após a reacção, os gases passam através de um espaço formado entre o tubo reaccional interior 51 e o tubo reaccional exterior 50 e são evacuados através da saída de evacuação de gás 53.

Na remoção e colocação do substrato, a flange 54 feita de um metal pode descer por meio de um elevador (não mostrado) conjun— tamente com o membro de suporte de substratos 56 e o substrato 57 para ser movido para uma posição pré—determinada onde o substrato é montado e desmontado.

Formando a película depositada sob as condições que se descreveram acima utilizando este dispositivo, podem-se formar películas de Al—Si de boa qualidade em todas as bolachas dentro do dispositivo.

Quando se deposita Al-Si utilizando o dispositivo mostrado na fig. 2, _:por exemplo, sob as condições des

Pressão total; 1,5 Torr Í200 Pa)

Pressão parcial do DMAH; 1,5 x IO^-4 Torr ÍO,O2 Pa)

Pressão parcial do gás contendo Si; 2,0 x 10“^ Torr Í2,éó x xiO^-4 Pa)

Temperatura do substrato; 160°C - 450“C, pode-se depositar uma película de Al-Si sobre o material da superfície doadora de electrões. Mesmo com uma espessura da o

película de 400 A, a película é contínua e a sua resistividade é 2,7 — 3,0 jíQ.cih que é substancialmente igual ao valor da resistividade em globo do Al. Quando a temperatura do substrato é

270“C — 350°C, a velocidade de deposição é 100 — 800 Α/min., e para uma deposição de velocidade elevada, há necessidade de aumentar a velocidade de deposição. Nc caso da deposição de Al puro, omite-se o gás contendo silício.

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-25Para a realização tíe deposição de velocidade elevada pode ser concebível aumentar a temperatura do substrato e aumentar a pressão parcial do DMAH. Por exemplo, fazenda a temperatura do substrato igual a 330°C, a pressão parcial do DMAH de 10“² a 10“^ Torr Í0,13 a 0,01 Pa), pode—se obter uma velocidade de deposição de 0,2 a 0,5 /z/min.. No entanto, se a velocidade de deposição for muito elevada, torna-se maior a probabi1 idade de se obter uma superfície inferior em planura de superfície. Por exempla, torna-se maior a probabilidade de se obter uma película de Al puro ou Al-Si com uma reflectância de cerca de 10 a 30%. A razão pela qual se obtém assim uma película inferior em planura de superfície pode considerar—se como sendo devida ao facto de que a migração superficial dos átomos metálicos ou das moléculas é maior a alta temperatura, pelo que a deposição prossegue apenas em núcleos específicos deteriorando a planura da superfície, quando se dá a evolução da espessura da película. Assim, as principais razSes são que, na etapa inicial de deposição, formase uma película que é inferior em planura de superfície, que exerce, mesmo posteriormente, influências nocivas.

No presente invento, como meio para variação de uma velocidade de deposição baixa para uma velocidade de deposição elevada durante a formação da película depositada utiliza-se, por exemplo, o processo de variação da temperatura do substrato e da pressão parcial do gás de partida, para proporcionar um processo de obtenção de uma película depositada de Al puro ou Al-Si com excelente planura com uma velocidade de deposição substancialmente elevada.

Fazendo isto, pode-se obter uma película depositada que tem uma velocidade de deposição substancialmente elevada ε é também plana,de alta qualidade.

quimica de
que,	mesmo
e de
mais	baixa

Na formação da película depositada pela reacção quimica superfície de acorda com o presente invento, parece uma película fina, se torna uma película continua qualidade sob a condição de velocidade de deposição sob uma temperatura do substrato mais baixa e uma pressão parcial

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—26— do gás de partida mais baixa, com a condição de não haver contaminação a partir do tubo reaccional.

De acordo com os conhecimentos dos presentes inventares, pode-se Formar uma película depositada de Al puro ou Al-Si de boa qualidade sob boa selectividade a uma temperatura do substrato de 160 a 450°C, mais preferivelmente de 270 a 350’C.

Consequentemente, no primeiro passo de deposição no presente invento, nomeadamente no passo de Formação da pelicula depositada a baixa velocidade de deposição, sob uma pressão total de 10“³Torr a 760 Torr (0,13 a 1,01 x 10⁵ Pa), preferivelmente de 5 x X 10“2 Torr a 5 Torr (6,66 a 666 Pa), a temperatura do substrato escolhe-se adequadamente entre 270 e 350^cC, preferivelmente de 270 a 300®C, e a pressão parcial do DMAH entre 1,3 x í0^-^ e 1,3 x x 10^-3 vezes, preferivelmente de 1,3 x 10“^ a 1,3 x 10^-^^- vezes a pressão total. No segundo passo de deposição no presente invento, nomeadamente no passo de Formação da pelicula depositada a alta velocidade de deposição, sob uma pressão total de 10^-3 Torr a 760 Torr (0,13 a 1,01 x 10^ Pa), preferivelmente de 5 x ÍO”2 a 5 Torr (6,66 a 666 Pa), utiliza-se uma temperatura do substrato de 270 a 350°C, preferivelmente de 300 a 350°C, ε uma pressão parcial do DMAH de 1,3 x 10“5 a 1,3 x ÍO^-^ vezes a pressão total.

Para a elevação da temperatura do substrato, em vez de se utilizar apenas um aquecedor, pode elevar-se rapidamente a temperatura do substrato por irradiação da superfície da bolacha com uma lâmpada de N ou uma lâmpada de Xe. 0 aquecimento por meio de uma lâmpada é eficaz para uma elevação rápida da temperatura do substrato.

Especificamente, selecciona-se adequadamente a pressão parcial do DMAH entre a condição de 1,3 x 10“ ⁴ a 1,3 x 10^-3 vezes a pressão total, de modo a se poder Formar uma película depositada a uma velocidade de deposição superior à velocidade de deposição no primeiro passo, como acima mencionado. Por exemplo, sob a mesma pressão total, sendo a tempertura do substrato constante, pode-se aumentar a pressão parcial de DMAH, qu sendo constante a

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pressão parcial de DMAH, pode-se elevar a temperatura do substrato. Naturalmente, sob a mesma pressão total, podem-se elevar tanto a temperatura do substrato como a pressão parcial.

Por exemplo, é preferível depositar uma película contínua de o

100 a 200 A dentro da gama de temperatura do substrato entre 270 e 300*C no primeiro passo de deposição sob as condições de pressão acima mencionadas, e depois formar a película com uma velocidade de deposição aumentada de, por exemplo, 0,1 a 1 ff/min., por aumento da temperatura do substrato para de 300 a 350°C. A película depositada assim formada torna-se uma película de boa qualidade sendo a migração superficial inibida.

Variando as condições da deposição como acima descrito, forma-se uma película contínua, plana e de alta qualidade, de 100 a 200 A, num tempo de deposição de 1 a 5 minutos sob as primeiras condições de deposição, enquanto que sob as segundas condições de deposição, uma vez que já se formou uma película contínua e plana de Al puro Cou Al-Si), pode-se formar uma película fina, plana e de alta qualidade, mesmo que o Al puro Cou Al-Si) se possa depositar a uma velocidade de deposição elevada de 0,1 a í /f/min.

Uma película de Al puro ou uma película de Al-Si de 1 u de espessura pode ser suficientemente formada por deposição durante 1 a 5 minutos sob as primeiras condições, e com um tempo de deposição de 1 a 3 minutos sob as segundas condições.

No dispositivo mostrado na fig. 2, pode-se depositar Al pura ou Al-Si apenas sobre uma folha de substrato em deposição única.

processo de acorde com o presente invento aplica-se também ao dispositivo CVD de pressão reduzida para várias folhas como mostrado na fig. 3. Uma vez que a deposição de acordo com o invento emprega a reacção de superfície do substrato, doadora de electrões, de na superfície acordo com o presente aquecida processo

CVD de pressão reduzida do tipo de paredes quentes no qual apenas se aquece o substrato, pode—se depositar Al—Si contendo 0,5 a 2,02 de Si com elevada velocidade, por adição de

DMAH e Ht» e de um gâs de partida de Si tal como o SÍ2H&, etc.,

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—28— se necessária.

Quando se utiliza um dispositivo CVD de pressão reduzida, a pressão no tubo de reaeção pode ser de 0,05 a 760 Torr (6,66 a 1,01 x 105 Pa), desejavelmente de 0,1 a 0,8 Torr (13,3 a 106 Pa). Como primeiras condições de deposição, a temperatura do substrato pode ser de 270 a 350°C, desejavelmente de 270 a 300°C, e a pressão parcial de DMAH pode ser de 1,3 x ÍO^-5 a 1,3 χ 10^-3vezes, desejavelmente de 1,3 x ÍO~³ a 1,3 x Í0^-4 vezes a pressão no tubo de reaeção. Como segundas condições de deposição, faz-se a temperatura do substrato igual a 270—350°C, preferivelmente de 300 a 350°C, e a pressão parcial de DMAH de 1,3 x 10^ a 1,3 x x 10~³,preferivelmente de 1,3 x IO^-4 a 1,3 χ 10^-3 vezes a pressão parcial no tubo de reaeção. A pressão parcial do S12H&, tanto nas primeiras como nas segundas condições de deposição, pode estar dentro da gama de í x 10“7 e 1 x IO^-4 vezes a pressão no tubo de reaeção, pelo que se deposita Al-Si com velocidade elevada sobre a superficie doadora de electrões.

Formando a película depositada sob as condições acima descritas utilizando tal dispositivo, podem-se formar películas de Al-Si de boa qualidade em todas as bolachas dentro do dispositivo.

De acordo com o presente invento, na etapa inicial da deposição, forma-se uma película contínua e densa de Al puro ou Al—Si e, portanto, mesmo Al puro ou Al-Si pode-se depositar, posteriormente, em condições de deposição de velocidade elevada de 0,2 a 1 fj/min., a qualidade do filme tal como a planura da superfície, etc. não se deteriorará, mas pode-se depositar uma película de Al puro ou Al-Si de alta qualidade a uma velocidade elevada praticamente com eficácia total.

Mesmo que depositada a alta velocidade, a película obtida é densa, com uma pequena quantidade de impureza tal como carbono, etc. nela contida, a sua resistência é similar à resistência em globo, e a planura de superfície é muito elevada. A película depositada, apesar da deposição a elevada velocidade, tem os

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29— aspectos específicos mencionados abaixo:

íi) redução de sinuosidades (2) melhoramento da resistência â electromigração, (3) redução de picadas de corrosão, (pit) da liga na porção de contacto, (4) melhoramento da planura de superfície,

Í5) melhoramento da resistência no interior do orifício de passagem e da resistência de contacto, (6) redução da temperatura do tratamento térmico durante o passo de formação do circuito.

Uma vez que se pode depositar uma película de Al-Si de alta qualidade a velocidade elevada, a produção no processo ultra-LSI é dramaticamente melhorada. No dispositivo CVB de baixa pressão mostrado na fig. 3, pode-se depositar Al-Si ao mesmo tempo sobre 100 a 200 folhas de bolachas de 4 polegadas Í10,1 cm), e o efeito da deposição a alta velocidade contribui grandemente para o melhoramento da produção. No ultra-LSI no futuro, a bolacha a usar será feita de modo a ter um tamanho de 6 ou Θ polegadas (15,2 a 20,2 cm). Quando o tamanho da bolacha se torna tão grande como 6 polegadas (15,2 cm) ou 8 polegadas (20,2 cm), o dispositivo CVB de baixa pressão mostrado na fig. 3 aplica-se na prática com dificuldade, devido ao diâmetro do tubo de reacção se tornar maior. No entanto, os dispositivos CVB tipo folha mostrados na fig. 2 são muito vantajosos quando aumenta o tamanho da bolacha, pois o tamanho do dispositivo como um todo não variará grandemente mesmo que o tamanho da bolacha se torne maior. No entanto, na deposição de Al de acordo com o processo CVB da arte anterior, não se pode realizar deposição à alta velocidade de 0,2 a 1 ju/min., e portanto empregar-se-ia com dificuldade mesma que se formasse uma película depositada de alta qualidade. No entanto, por meio de um processo de deposição de acordo com o presente invento, pode-se depositar Al-Si de alta qualidade à velocidade elevada de 0,2 a 1 /í/min. e, particularmente, o propósito cumprido pelo presente invento num dispositivo CVB tipo folha correspondendo a 6 polegadas (15,2 cm) ou 8 polegadas (20,2 cm) exigi-

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-30do para produção elevada é muito importante.

As figs. 4A - 4E mostram como a película de Al ou Ai-Si de acordo com o presente invento cresce selectivamente no orifício de passagem.

A fig. 4A é uma ilustração mostrando esquematicamente a secção transversal do substrato antes da formação da película depositada de acordo com o presente invento. 0 n2 9C é o substrato compreendendo um material doador de electrSes,, ε o nfi 91 é uma pelicula fina compreendendo um material não doador de electrSes.

Quando o DMAH, opeionalmente em conjunto com Si₂H^ como gás de partida e uma mistura gasosa contendo H₂ como gás de reacção são alimentados ao substrato 1 aquecido sob a primeira condição de deposição, precipita Al puro ou Al—Si sobre o substrato 90 para formar a pelicula contínua de Al puro ou Al-Si como mostrado na figura 4B.

Quando se continua a deposição de Al-Si sob as segundas condições de deposição, através do estado da fig. 4C, a pelicula cresce até ao nivel da porção superior da pelicula fina 91 como mostrado na fig. 4D. Ainda, quando cresce sobre as mesmas condições, como mostrado na fig. 4E, a película de Al-Si pode crescer até 5000 A sem crescimento substancial na direcção lateral. Este é o ponto mais característico da pelicula depositada obtida pelo presente invento e entender-se—á o modo como uma pelicula de boa qualidade se pode formar sob boa seleotividade.

Como resultado de análises de acordo com a espectroscopia electrónica de Auger ou a espectroscopia fotoeléctrica, não se detectou arrastamento de nenhuma impureza tal como carbono ou oxigénio nesta película.

A pelicula depositada assim obtida tem uma resistividade de.

por exemplo, com uma espessura da pelicula de 400 A, 2,7-3,0 ífohm.cm à temperatura ambiente que é substancialmente igual à resistividade em globo do Al, e torna-se uma película contínua e

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-31plana. Também, mesmo com uma espessura da película de 1 μ, a sua resistência á temperatura ambiente é aproximadamente 2,7-3,0 juohm.cm e forma-se uma película suficientemsnte densa com uma película relativamente mais espessa. A reflectância na região de comprimentos de onda do visivel é aproximadamente SOX, e pode—se depositar uma película fina com uma excelente planura de superfície.

Como é acima descrito, em detalhe, no presente invento, em adição à verificação de que o Al puro se deposita seiectivamente sobre uma superfície doadora de electrôes ÍA) mantendo a superfície doadora de electrôes ÍA) a uma temperatura entre a temperatura de decomposição de um hidreto de alquilaluminio e 450°C numa atmosfera de uma mistura gasosa do gás de hidreto de alquilalumínio e hidrogénio gasoso, ou de que o Al-Si se deposita selectivamente por utilização da mistura gasosa referida acima à qual se adiciona ainda um gás contendo Si, para realizar uma produção superior na formação de uma película de Al puro ou Al-Si, varia—se a velocidade de deposição de uma velocidade de deposição baixa para uma velocidade de deposição elevada durante a formação da película depositada. Fazendo isto, pode-se obter uma produção superior sem deterioração da qualidade da película.

Quando se deposita AI—Si utilizando o dipositivo mostrado na fig. 2, por exemplo, sob as condições de:

Pressão total: 1,5 Torr (200 Pa)

Pressão parcial de DMAH: 1,5 x IO^-4 Torr ÍO,O2 Pa)

Pressão parcial do gás contendo Si: 2,0 x 10^-& Torr Í2,6 x X IO^-4)

Temperatura do substrato: lóO^&C—450°C, pode-se depositar, seiectivamente, uma película de Al-Si apenas sobre a superfície do material doador de electrôes. Mesmo com uma espessura da película de 400 A, a película é continua e a sua resistividade é de 2,7-3,0 #Ω.οη que é substancialmente igual à resistividade em globo do Al. Quando a temperatura do substrato é

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-32270°C-350°C, a velocidade de deposição é 100—300 ft/irsin., e para uma deposição de velocidade elevada, a velocidade deve ser aumentada.

Para a realização da deposição de velocidade elevada, pode ser concebível tornar a temperatura do substrato mais elevada ε a pressão parcial do DMAH mais elevada. Por exemplo, tornando a temperatura do substrato 330°C, e a pressão parcial do DMAH de 10~² a 10~3 Torr (1,3 a 0,13 Pa), pode-se obter uma velocidade de deposição de 0,2 a 0,5 /i/min.. No entanto, se a velocidade de deposição For muito elevada, torna-se maior a probabilidade de se obter uma superficie inferior relativamente à planura de superficie. Por exemplo, torna-se maior a probabilidade de se obter uma película de Al puro ou Al-Si com uma reflectância de cerca de 10 a 302. A razão porque se obtém assim uma película com planura de superfície inferior pode considerar-se como sendo devida ao facto de que a migração superficial dos átomos metálicos ou de moléculas é maior a alta temperatura, pelo que a deposição prossegue apenas em núcleos específicos deteriorando a planura ^superfície, quando se dá a evolução da espessura da película. Assim, as principais razões são que, na etapa inicial de deposição, forma-se uma película com uma planura de superficie inferior, que exerce, mesmo pósteriormente, influências nocivas.

No presente invento, como meio para variação de uma velocidade de deposição baixa para uma velocidade de deposição elevada durante a formação da película depositada utiliza—se, por exemplo, o processo de variação da temperatura do substrato e da pressão parcial do gás de partida para proporcionar um processo de obtenção de uma película depositada de Al puro ou de Al-Si de alta qualidade e com excelente planura de superfície a uma velocidade de deposição subscancialmente elevada.

Fazendo isto, pode-se obter uma película depositada que tem uma velocidade de deposição substancialmente elevada e é também plana e de alta qualidade.

Na formação da película depositada pela reaeção química de

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superfície de acorde com o presente invento, parece que, mesmo uma película fina, se torna uma película contínua s de alta qualidade sob a condição de uma velocidade de deposição mais baixa sob uma temperatura do substrato mais baixa e uma pressão parcial do gás de partida mais baixa, com a condição de não haver contaminação a partir do tubo de reacção.

De acordo com os conhecimentos dos presentes inventares, pode-se formar uma película depositada de Al puro ou Al-Si de boa qualidade sob boa selectividade a uma temperatura do substrato de 160 a 45O’C, mais preferivelmente de 270 a 350”0«

Consequenternente, no primeiro passo de deposição no presente invento, nomeadamente no passo de formação da película depositada a baixa velocidade de deposição, sob uma pressão total de IO^-·^2,Torr a 760 Torr (0,13 a 1,01 x 10^ Pa), preferivelmente de 5 x x 10~2 Torr a 5 Torr (6,66 a 666 Pa), a temperatura do substrato escolhe-se adequadamente entre 270 e 350°C, preferivelmente de 270 a 300°C, e a pressão parcial do DMAH entre 1,3 x 10^-^ e 1,3 x x IO^-3 vezes, preferivelmente de 1,3 x 10^-5 a 1,3 x 10~⁴ vezes a pressão total. No segundo passo de deposição no presente invento, nomeadamente no passo de formação da película depositada a alta velocidade de deposição, sob uma pressão total de IO^-3 Torr a 760 Torr (0,13 a 1,01 x IO³ F^!a) preferivelmente de 5 x 10^-^ a 5 Torr (6,66 a 666 Pa), utiliza-se uma temperatura do substrato de 270 a 350°C, preferivelmente de 300 a 350^cC e a pressão parcial do DMAH de 1,3 x 10^-5 a 1,3 x í0^_e· vezes a pressão total.

Para a elevação da temperatura do substrato, em vez de se utilizar apenas um aquecedor, pode elevar-se rapidamente a temperatura do substrato por irradiação da superfície da bolacha com uma lâmpada de W ou uma lâmpada de Xe. 0 aquecimento por meio de uma lâmpada é eficaz para uma elevação rápida da temperatura do substrato.

Especificamente, selecciona-se adequadamente a pressão parcial do DMAH entre a condição de 1,3 x 10~⁴ e 1,3 x 10”^ vezes a pressão total, de modo a se poder formar uma película depositada

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ÍMD/TN/kh) —34— com uma velocidade de deposição superior à velocidade de deposição no primeiro passo, como acima mencionado. Por exemplo, sob a mesma pressão total, sendo a temperatura do substrato constante, pode-se aumentar a pressão parcial do DMAH, ou sendo constante a pressão parcial de DMAH, pode-se elevar a temperatura do substrato. Naturalmente, sob a mesma pressão total, podem-se elevar tanto a temperatura do substrato como a pressão parcial.

Por exemplo, é preferível depositar uma pelicula contínua de 0

100 a 200 A dentro da gama de temperatura do substrato entre 270 e 300°C no primeiro passo de deposição sob as condições de pressão acima mencionadas e, depois, formar a pelicula com uma velocidade de deposição aumentada de, por exemplo, 0,1 a 1 ji/min., por aumento da temperatura do substrato para de 300 a 350°C. A película depositada assim formada torna—se uma película de boa qualidade sendo a migração superficial inibida.

Variando as condiçSes da deposição como é acima descrito, forma-se uma película contínua, plana ε de alta qualidade, de 100 0 a 200 A, com um tempo de deposição entre 1 e 5 minutos sob as primeiras condições de deposição, enquanto que sob as segundas condições de deposição, uma vez que já se formou uma película contínua e plana de Al puro íou Al-Si), pode-se formar uma película fina, plana e de alta qualidade, mesmo que o Al puro íou Al-Si) se possa depositar a uma velocidade de deposição elevada de 0,1 a 1 q/min.

Uma película de Al de 1 íí de espessura pode ser suficientemente formada por deposição durante 1 a 5 minutos sob as primeiras condições e com um tempo de deposição de 1 a 3 minutos, sob as seguintes condições.

No dispositivo mostrado na fig. 2, pode-se depositar Al-Si apenas sobre uma folha de substrato em deposição única.

processo de acordo com o presente invento aplica-se, também ao dispositivo CVD de pressão reduzida para várias folhas como mostrado na fig. 3. Uma vez que a deposição de Al-Si de acordo cam o presente invento emprega a reacção de superfície na

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CFO 7066 PT (MO/TN/kh) —35— superfície aquecida do substrato, doadora de electrões, de acordo com o processo CVD de pressão reduzida do tipo de paredes quentes no qual apenas se aquece o substrato, pode-se depositar Al—Si contendo 0,5 a 2,07. ds Si a elevada velocidade, por adição de DMAH e Η₂· ε um gás de partida de Si tal como o Si₂H^, etc«, se necessário.

Quando se utiliza um dispositivo CVD de pressão reduzida, a pressão no tubo de reacção pode ser de 0,05 a 760 Torr (6,66 a í,01 x 105 Pa), desejavelmente de 0,1 a 0,8 Torr (13,3 a 106 Pa). Como primeiras condições de deposição, a temperatura do substrato pode ser de 270 a 350°C, desejavelmente de 270 a 300°C e a pressão parcial de DMAH pode ser de 1,3 χ 10^-5 a 1,3 x IO^-3, desejavelmente de 1,3 x 10~5 a 1,3 x IO^-4 vezes a pressão no tubo de reacção. Como segundas condições de deposição, faz-se a temperatura do substrato igual a 270 a 350^CC, preferivelmente de 300 a 350C, e a pressão parcial de DMAH de 1,3 x 10”^ a 1,3 x x 10~³, preferivelmente de 1,3 x ÍO~⁴ a 1,3 x 10“³ vezes a pressão parcial no tubo de reacção. A pressão parcial do Si₂H&, tanto nas primeiras como nas segundas condições de deposição, pode estar na gama entre 1 x 10”^ ε 1 χ IO^-4 vezes a pressão no tubo de reacção, pelo que se deposita Al-Si à velocidade elevada sobre a superfície doadora de electrões.

De acordo com o presente invento, na etapa inicial da deposição, forma-se uma película de Al—Si contínua e densa e portanto, mesmo o Al-Si pode-se depositar posteriormente em condições de deposição a velocidade elevada de 0,2 a 1 íiz^zmin., a qualidade da película tal como a planura da superfície, etc. não se deteriorará, mas pode-se depositar uma película de Al-Si de alta qualidade a uma velocidade elevada praticarnente com eficácia total.

Mesmo se a película de Al-Si for depositada a velocidade elevada, a película obtida é densa com pequena quantidade de impurezas tal como carbono, etc., nela contida, a sua resistência é similar à da resistência em globo do Al e, também, a sua planura de superfície é excelente. A película de Al—Si depositada, apesar da deposição a velocidade elevada, tem os aspectos específicos mencionados abaixas

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CFO 7066 PT (MO/TN/kh) —36—

íl) redução de sinuosidades (2) melhoramento da resistência à electromigração, (3) redução de picadas de corrosão na liga na porção de contacto (4) melhoramento da planura de superfície, (5) melhoramento da resistência no interior do orifício de passagem a da resistência de contacto, (6) redução da temperatura do tratamento térmico durante o passo de formação do circuito.

Uma vez que se pode depositar uma película de Al-Si de alta qualidade a elevada velocidade, a produção no processo ultra-LSI é dramaticamente aperfeiçoada. No dispositivo CVD de baixa pressão mostrado na fig. 3, pode-se depositar Al-Si ao mesmo tempo sobre 100 a 200 folhas de bolachas de 4 polegadas (10,1 cm), e o efeito da deposição a alta velocidade contribui grandemente para o melhoramento da produção. No ultra—LSI no futuro, a bolacha a usar será feita de modo a ter um tamanho de 6 ou S polegadas (15,2 ou 20,2 cm). Quando o tamanho da bolacha se torna tão grande como 6 polegadas (15,2 cm) ou S polegadas (20,2 cm), o dispositivo CVD de baixa pressão mostrado na fig. 3 aplica-se na prática com dificuldade, devido ao diâmetro do tubo de reacção se tornar maior. No entanto, os dispositivos CVD tipo folha mostrados na fig. 2, são muito vantajosos quando aumenta o tamanho da bolacha, pois o tamanho do dispositivo, como um todo, não variará grandemente mesmo que o tamanho da bolacha se possa tornar maior. No entanto, na deposição de AI de acordo com o processo CVD da arte anterior, não se pode realizar deposição à alta velocidade de 0,2 a 1 /z/min., e portanto empregar-se-ia com dificuldade mesmo que se formasse uma película depositada de alta qualidade. No entanto, por meio de um processo de deposição de acordo com o presente invento, pode-se depositar Al-Si de alta qualidade à velocidade elevada de 0,2 a 1 /i/min. e, particularmente, o propósito cumprido peio presente invento num dispositivo CVD tipo folha correspondendo a 6 polegadas (15,2 cm) ou 8 polegadas (20,2 cm) exigido para produção elevada é muito importante.

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Exemplo 1

Primeiro, o procedimento para a formação da película de Al ê o seguinte: Por meio do dispositivo mostrado na fig. 1, evacua—se o interior do tubo de reacção 2, até aprox. 1 x 10^-® Torr (1,3 x x 10“⁶ Pa) por meio da unidade de evacuação 9. No entanto, pode-se também formar a película de Al se o grau de vácuo dentro do tubo de reacção 2 for superior a 1 x 10^-s Torr Cl,3 x 10^-6 Pa).

Após lavagem da bolacha de Si, coloca-se a câmara de transporte IO à pressão atmosférica e monta-se a bolacha de Si na câmara de transporte. Evacua-se a câmara de transporte até aprox. 1 x ÍO^-^ Torr (1,3 x IO^-4 Pa) e, então, abre—se a válvula de comporta 13 e monta-se a bolacha sobre c suporte de substratos 3.

Após a montagem da bolacha sobre o suporte de substratos 3, fecha-se a válvula de comporta 13 e evacua-se a câmara de reacção 2 até um grau de vácuo de aprox. 1 x 10~® Torr (1,3 x 10^-6Pa).

Neste exemplo alimenta-se DMAH através da primeira linha de gás. Como gás transportador da linha de DMAH emprega-se Hg. A segunda linha de gás utiliza-se para o Hg.

Fazendo passar Hg através da segunda linha de gás, leva-se a pressão dentro do tubo de reacção 2 até um valor pré-detet— minado controlando a abertura da válvula de controlo fino 8. Uma pressão típica neste exemplo é aproximadamente 1,5 Torr (200 Pa). Depois, aquece—se a bolacha por meia de passagem de corrente através do aquecedor 4. Após a temperatura da bolacha ter atingido uma temperatura pré-determinada, introduz—se o DMAH no tubo de reacção através da linha de DMAH. A pressão total é aprox. 1,5 Torr (200 Pa) e a pressão parcial do DMAH leva-se a aprox. 1,5 x x 10~^ Torr (2 x 10^-12, Pa). Quando se introduz o DMAH no tubo de reacção 2 o Al deposita-se.

resumo do primeiro passo de deposição é como se descreveu acima.

No primeiro passo de deposição, após a formação da película

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-38O de Al contínua de cerca de Í00 a 200 A, realiza-se a deposição a velocidade elevada no segundo passo de deposição. As condiçSes para o segundo passo de deposição são impor a pressão total de aprox. 1,5 Torr (200 Pa) e a pressão parcial do DMAH de aprox. 1 χ 10^-3 Torr (0,13 Pa). Após ter passado um tempo de deposição pré—determinado, pára—se a alimentação de DMAH. Seguidamente, pára-se o aquecimento do aquecedor 4 para arrefecer a bolacha. Pára-se a alimentação de H₂ gasoso e, após a evacuação do interior do tubo de reacção, transfere-se a bolacha para a câmara de transporte e apenas a câmara de transporte se leva à pressão atmosférica antes de se retirar a bolacha. 0 resumo tía formação da película de Al é como se descreveu acima.

Preparam—se realmente 130 folhas de amostras de bolachas de Si, regulando as temperaturas do substrato em 13 níveis e as película de Ai depositaram-se, às temperaturas respectivas, cada uma para 10 folhas, de acordo com o procedimento acima descrito, sob as seguintes condições:

durante o primeiro passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr (200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,5 x IO^-·³ Torr (2 x IO^-3 Pa) durante o segundo passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr (200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,5 x 10~Torr (0,2 Pa)

As películas depositadas de Al, por meio de variação da temperatura do substrato em 13 níveis, foram avaliadas por meio de vários processos de avaliação. Os resultados mostram-se na Tabela 1.

Al depositou-se sobre a bolacha de Si dentro da gama de temperaturas entre 160°C - 450°C.

Quando a temperatura do substrato no primeiro e no segundo passos de posição, excedeu 300^aC, foi possível deposição ã velocidade elevada de 0,5 a 1,0 μ/min., mas verificou-se que a reflectância da superfície das amostras se tornava mais ou menos

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ÍMO/TN/kh) pior quando comparada com o caso em que a temperatura era 300°C ou inferior. A razão para isso pode considerar-se como sendo devida ao facto de que, se a temperatura no primeiro passo de deposição for elevada, aumenta a possibilidade de a planura da película de Al, extremamente fina, depositada no primeiro passo de deposição, ser inferior.

Exemplo 2

Seguiu-se o mesmo procedimento do exemplo í, estabeleceram—se os parâmetros como se segue:

durante o primeiro passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr (200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,0 χ 10^-5 Torr (1,3 x 10^-^ Pa) temperatura do substrtato: 270’C ou 300C durante o segundo passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr (200 Pa) pressão parcial de DMAH: 1,0 x 10^—° Torr Í0,13 Pa) e variou-se a temperatura do substrato do segundo passo de deposição para vários níveis, que eram superiores ao do primeiro passo de deposição, para depositar a película de Al. 0s vários resultados da avaliação da película de Al depositada são mostrados na Tabela 2.

Quando a temperatura do substrato no primeiro passo de deposição é 270°C ou 300^BC, não há diferença nos resultados obtidos.

Similarmente ao exemplo 1, quando a temperatura do substrato no segundo passo excedeu 300°C, foi possível a deposição à velocidade elevada de 0,5 a 1,0 ^t/min. A diferença em relação ao exemplo 1 è que se pode formar uma película de Al com elevada regularidade de superfície possuindo uma reflectância de 80 a 95% mesmo quando a temperatura do substrato no segundo passo era 330°C, 350°C, baixando a temperatura do substrato no primeiro passo de deposição para 300°C ou inferior.

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—40—

Exemplo 3

Este exemplo realiza a deposição de Al usando Ar em vez de H2 como gás transportador para o DMAH, no mesmo procedimento do exemplo 1. Alimenta-se H2 a partir da segunda linha de gás. Como resultado da avaliação da película de Al obtida neste exemplo, depositou-se o Al sobre a bolacha de Si a uma gama de temperaturas entre Í6O’C e 450’C, similarmente ao exemplo 1 na Tabela 1.

Quando as temperaturas do substrato, no primeiro e no segundo passos de deposição, excedeu 300°C, Foi possível a deposição à velocidade elevada tíe 0,5 a 1,0 íz/min., mas aumenta ligeiramente a probabi1 idade de a reFlectância da superFicie se tornar mais ou menos pior. A razão para isso pode considerar-se como sendo devida ao Facto de que, se a temperatura no primeiro passo de deposição For elevada, a planura da película de Al, extremamente Fina, depositada no primeiro passo de deposição ser inFerior.

Exemplo 4

Este exemplo 4 realiza a deposição de Al usando Ar em vez de H2 como gás transportador para o DMAH, no mesmo procedimento do exemplo 2. A segunda linha de gás alimentava H2. Quando as temperaturas do substrato no primeiro passo de deposição eram 270C e 300°C, não houve diFerença nos resultados obtidas. A qualidade da película obtida é substancialmente a mesma que na Tabela 2.

Similarmente ao exemplo i ou 2, quando a temperatura do substrato no segundo passo excedeu 300°C, Foi possível a deposição à velocidade elevada de 0,5 a 1,0 íz/min. A diFerença relativamente aos exemplos í e 3 é que se pôde Formar uma película de Al com planura de superFicie elevada possuindo uma reFlectância de SO a 9ΞΧ mesmo quando a temperatura do substrato, no segundo passo, era 330®C, 350*C baixando a temperatura do substrato no primeiro passo de deposição para 300*0 ou inFerior.

-4171 609 CFO 7066 PT ÍMO/TN/kh)

Exemplo 5

Por meio do dispositivo CVD de baixa pressão mostrado na fig. 3 formou—se a película de AI sobre o substrato possuindo a constituição seguinte, ou seja, como substrato, uti1izaram-ss os seguintes 17 tipos de películas finas sobre a lâmina de Si.

Empregaram-se, Íl) silício policristalino (Si policristalino), (2) silício amorfo ÍSi amorfo), Í3) tunsgsténio (W) , Í4) molibdénio (Mo), Í5) tântalo (Ta), íó) silicieto de tungsténio (WSi), Í7) silicieto de titãnio ÍTiSi), ÍS) alumínio ÍA1), (9) alumínio-silício íAl-Si), (10) titânio-alumínio ÍAl-Ti), (11) nitreto de titânio (TiN), Í12) cobre (Cu), (13) alumínio-silício-cabre (Al-Si—Cu), (14) alumínio-paládio (Al—Pd), (15) titânio (Ti), (16) silicieto de molibdénio (Mo-Si), (17) silicieto de tântalo (Ta-Si).

Colocaram-se estas amostras no dispositivo CVD de baixa pressão mostrado na fig. 3 e formaram-se as películas de Al dentro do mesmo lote.

As condições de deposição nesta altura eram as seguintes:

durante o primeiro passo de deposição,

Pressão total: 0,3 Torr (40 Pa)

Pressão parcial de DMAH: 3 x 10~& Torr (4 x 10^_Pa)

Temperatura do substrato: 270⁵ C durante o segundo passo de deposição.

Pressão total: 0,3 Torr (40 Pa)

Pressão parcial de DMAH: 1 x 10“^ Torr (1,3 x IO^-2 Pa)

Temperatura do substrato: 330 C

A qualidade da película de Al formada sob estas condições não é diferente das verificadas a uma temperatura do substrato, na segunda deposição, de 330°C na tabela 2 como acima descrita e também a velocidade de deposição no segundo passo de deposição era muito elevada como aprox. 0,7 μ/min. para todos os substratos

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-42Exemplo 6

De acordo com o mesmo procedimento do exemplo 2, depositou—se a pelicula de Al usando IÍSIAH2 em vez de DAMH como gás de partida. Como substrato, utilizou-se a mesma bolacha de Si que no exemplo 1.

As condições de deposição nesta altura eram as seguintes:

durante o primeiro passo de deposição,

Pressão no tubo de reacção: 1,5 Torr <200 Pa)

Pressão parcial de MMAHg: 5 x ÍO“⁵ Torr <6,6 x 10-· Pa)

Temperatura do substrato: 27G“C durante o segundo passo de deposição,

Pressão no tubo de reacção: 1,5 Torr <200 Pa)

Pressão parcial de MMAHss 1 x IO^-3 Torr CO,13 Pa)

A qualidade da película de Ai depositada não Foi diferente da de uma à temperatura de substrato, no segundo passo de deposição, de 330°C na tabela 2.

Também, a velocidade de deposição do Al no segundo passo de deposição Foi aprox. 0,7 #/min. e não Foi substanciaimente diFerente do caso da utilização de DMAH.

Exemplo 7

Primeira, o procedimento para a Formação da película de Al— -Si é como se segue. Usando o dispositivo mostrado na Fig. 2, evacuou-se o interior do tubo de reacção 2 até aprox. i x 10”θ Torr <1,3 x 10““ Pa) pela unidade de evacuação 9. No entanto pode —se, também. Formar a película de Al—Si se o grau de vácuo dentro do tubo de reacção 2 For superior a 1 x 10”^s Torr <1,3 x IO^-6 Pa)

Após lavagem da bolacha de Si, coloca-se a câmara de transporte 10 à pressão atmosférica e monta-se a bolacha de Si na câmara de transporte. Evacua-se a câmara de transporte até aprox. 1 x 10^—& Torr <1,3 x 10~^ Pa) e, então, abre-se a válvula de comporta Í3 e monta-se a bolacha sobre o suporte de bolachas 3.

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ÍMO/TN/kh)

Após a montagem da bolacha sobre o suporte de bolacha 3, •Fecha—se a válvula de comporta 13 e evacua—se a câmara de reacção 2 até um grau de vácuo de aprox. de 1 x 10~S Torr <1,3 x ÍO^_Í3 Pa)

Neste exemplo, alimenta-se o DMAH através da primeira linha de gás. Emprega-se Ar como gás transportador da linha de DMAH. A segunda linha de gás utiliza-se para o H₂ e a terceira linha de gás para o Si 2¾.

Fazendo passar H₂ através da segunda linha de gás, leva-se a pressão dentro do tubo de reacção 2 a um valor pré-determinado controlando a abertura da válvula de controlo fino S. Uma presão típica neste exemplo é aproximadamente 1,5 Torr (200 Pa). Então, aquece-se a bolacha por passagem de corrente através do aquecer 4. Após a temperatura da bolacha ter atingido uma temperatura pré-determinada, introduz-se DMAH dentro do tubo de reacção através da linha de DMAH. A pressão total é aprox. 1,5 Torr (200 Pa) e a pressão parcial do DMAH leva-se a aprox. 1,5 x 10“^ Torr (2 x IO^-3 Pa). Ã pressão parcial do Si2H^ leva—se a 2 x 10“⁷ Torr (2,6 x 10“^ Pa). Quando se introduzem o Si2H& e o DMAH no tubo de reacção 2, o Al-Si deposita-se.

resumo do primeiro passo de deposição é como se descreveu acima.

No primeiro passo de deposição, após a formação da película o

contínua de Al-Si de cerca de 100 a 200 A, realiza—se a deposição a velocidade elevada no segundo passo de deposição. As condições para o segunda passo de deposição são impor uma pressão total de aprox. 1,5 Torr (200 Pa) ε uma pressão parcial do DMAH de aprox. 1 χ 10^-3 Torr (0,13 Pa). Após ter passado um tempo de deposição pré-determinado, pára-se a alimentação de DMAH e ds Si₂H^. Seguidamente, pára-se o aquecimento do aquecedor 4 para arrefecer a bolacha. Pára-se a alimentação de H₂ gasoso e, após a evacuação do interior do tubo de reacção transfere-se a bolacha para a câmara de transporte e apenas a câmara de transporte se leva à pressão atmosférica antes de se retirar a bolacha. 0 resumo da formação da película de Al é como se descreveu acima.

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ÍMO/TN/kh) —44—

Prepararam-se realmente 130 folhas de amostras de bolacha de Si, regularam-se as temperaturas do substrato am 13 níveis e as películas de Al-Si depositaram-se, às temperaturas respectivas, cada uma para 10 folhas, de acordo com o procedimento acima descrito, sob as seguintes condições:

durante o primeiro passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr Í200 Pa) pressão parcial do DMAHs 1,5 x 10^-^ Torr (2 χ 10“³ Pa) pressão parcial do Si₂Hâ: 2,0 x ÍO^-7 Torr í2,6 χ IO^-5 Pa) durante o segunde passo ds deposição, pressão total: 1,5 Torr <200 Pa) pressão parcial do DMAHs 1,0 x 10^-J Torr Í0,13 Pa) pressão parcial do Si₂H^: 1,5 χ Í0~^ Torr Í2 x IO^-3 Pa)

As películas de Al—Si depositadas por meio de variação da temperatura do substrato em 13 níveis foram avaliadas por meio de vários processos de avaliação. Os resultados são os mesmos que os da Tabela i.

Al-Si depositou-se sobre a bolacha de Si dentro da gama de temperaturas entre 160°C — 450”C.

Quando a temperatura do substrato, no primeiro e no segundo passos de deposição, excedeu 300°C, foi possivel a deposição à velocidade elevada de 0,5 a 1,0 ///min., mas a probabi1 idade de a reflectância da superfície se tornar mais ou menos pior aumenta ligeiramente. A razão para isso pode—se considerar como sendo devida ao facto de que, se a temperatura no primeiro passo de deposição for elevada, a planura da pelicula de Al—Si, extremamente fina, depositada no primeiro passo de deposição é inferior.

Exemplo 8

Seguiu-se o mesmo procedimento do exemplo 7, estabelecem—se os parâmetros como se segue:

durante o primeiro passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr Í2Q0 Pa) ^{71 609}

CFO 7066 PT ‘&í <MO/TN/kh) —45— pressão parcial do DMAH; 1,0 x IO”** Torr <1,3 x lO^-·^ Pa) pressão parcial do SioFkí 1,5 x 10“? Torr (2 x 10^-^ Pa) temperatura do substrato: 270°C ou 300‘C durante o segundo passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr <200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,0 x 10~Torr <0,13 Pa) pressão parcial do SÍ2Hz,: 1,5 χ 10^-^ Torr <2 x IO^-'^2, Pa) e variou-se a temperatura do substrato do segunde passo de deposição em 13 níveis. Como resultado, os vários resultados de avaliação da película de Ai-Si são os mesmos que os tabela 2.

Quando a temperatura do substrato no primeiro passo de deposição é 270°C ou 300°C, não há diferença nos resultados obt i dos.

Similarmente ao exemplo 7, quando a temperatura do substrato no segundo passo excedeu 3Õ0^eC, foi possível deposição à velocidade elevada de 0,5 a 1,0 /i/min. A diferença em relação ao exemplo 7 é que se pôde formar uma pelicula de Al—Si com elevada planura de superfície possuindo uma reflectância de 80 a 957 mesmo quando as temperaturas do substrato no segundo passo foram

330®C, 350°C.

Seguiu-se o mesmo procedimento do exemplo S estabeleceram-se os parâmetros como se segue:

durante o primeiro passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr <200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,0 x 10^—Torr íi,3 χ 10^-** Pa) temperatura do substrato: 270^aC durante o segundo passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr <200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,0 x 10~3 Torr <0,13 Pa) temperatura do substrato:

e variou-se a pressão parcial do SÍ2H& de 3 χ 10^-4 a 0,2 vezes a pressão parcial do DMAH para realizar a deposição. Os teores em

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-46Si (2 p) das películas de Al-Si variaram-se de 0,0052 a 5%, aproximadamente em proporção à pressão parcial do S12H6. Quanto a resistividade, teor em carbono, tempo médio de vida do circuito, velocidade de deposição, densidade de sinuosidades e produção de espigões, obtiveram-se os mesmos resultadas que no exemplo 1. No entanto, em amostras possuindo um teor em Si de 42 ou superior, produziu-se deposição nas películas a qual parecia ser Si piorando ligeiramente a morfologia da superfície, tornando portanto a reflectãncia 652 ou inferior. As amostras possuindo um teor em Si inferior a 42 exibiram uma reflectãncia de SO a 952, que era boa, similarmente ao exemplo 8.

Exemplo 10

Este exemplo 10 realiza a nossa deposição de Al-Si por meio de Ar em vez de H2 como gás transportador para o DMAH no mesmo procedimento do exemplo 7. Alimenta-se H2 a partir da segunda linha de gás. Como resultado da avaliação da película de Al—Si obtida neste exemplo, o Al-Si depositou-se sobre a bolacha de Si a uma gama de temperaturas entre 160°C e 450°C, similarmente ao exemplo 1, tabela 1.

Quando a temperatura do substrato, no primeiro e no segundo passos de deposição, excedeu 300°C, foi possível a deposição à velocidade elevada de 0,5 a 1,0 ρ/min., mas a probabiIidade de a reflectãncia da superfície se tornar mais ou menos pior aumenta ligeiramente. A razão para isso pode-se considerar como sendo devida ao facto de que, se a temperatura no primeiro passo de deposição for elevada, a planura da película de Al-Si, extremamente fina, depositada no primeiro passo de deposição é inferior.

Exemplo 11

Este exemplo íl realiza a deposição de Al-Si usando Ar em vez de H« como gás transportador para o DMAH no mesmo procedimento que no exemplo 8. A segunda linha de gás admitiu H2. Quando as temperaturas do substrato no primeiro passo de deposição foram 270C e 300°C, não houve diferença nos resultados obtidos. A qualidade da película obtida é substancialmente a mesma que na

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-47— tabela 2.

Similarmente ao exemplo 7 cu 8, quando a temperatura do substrato no segundo passo excedeu 300*C, foi possível a deposição à velocidade elevada, de 0,5 a 1,0 /z/min. A diferença em relação aos exemplos 7 e 8 é que se pôde formar uma película de Al-Si com elevada planura de superfície possuindo uma reflectância de 80 a 957 mesmo quando as temperaturas do substrato, no segundo passo, eram 330*C, 350’C.

Exemplo 15

Este exemplo 12 realiza a deposição de Al-Si usando Ar em vez de Hg como gás transportador para o DMAH no mesmo procedimento que no exemplo 9. A segunda linha de gás admitiu Hg.

As condições de deposição mostram-se abaixo:

durante o primeiro passo de deposição,

Pressão total: 1,5 Torr (200 Pa)

Pressão parcial do DMAH: 1,0 x ÍO^-5 Torr (1,3 x 10“³ Pa)

Temperatura do substrato: 270°C durante o segundo passo de deposição.

Pressão total: 1,5 Torr (200 Pa)

Pressão parcial do DMAH: 1,0 x ÍO^-3 Torr (0,13 Pa)

Temperatura do substrato: 330^CC e a pressão parcial do SigHi variou entre 3 χ IO^-4 e 0,2 vezes a pressão parcial do DMAH para realizar a deposição. Os teares em Si (7 p) das películas de Al-Si variam de 0,0057 a 57 aproximadamente em proporção â pressão parcial de SigH^. Quanta â resistividade, teor em carbono, tempo médio ds vida do circuita, velocidade de deposição, densidade de sinuosidades e produção de espigões, obtiveram-se os mesmos resultados que na exemplo 1. No entanto, em amostras possuindo um teor em Si de 47 ou superior, gerou-se deposição nas películas, a qual pareceu ser Si, piorando ligeiramente a morfologia da superfície, tornando portanto a reflectância 657 au inferior. Amostras possuindo um teor em Si inferior a 47 exibiram uma reflectância de 80 a 957, que era boa

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ÍMO/TN/kh) —43— similarmente ae exemplo 3.

Exemplo 15

Por meio do dispositivo CVD de baixa pressão na fig. 3 formou—se a película de Al sobre o substrato possuindo a constituição seguinte. Qu seja, como substrato, empregaram-se íl) silício policristalino íSi policristalino), í2) silício amorfo ÍSi amorfo), Í3) tunsgsténio CW), Í4) molibdénio ÍMo), (5) tântalo (Ta), Í6) silicieto de tungsténio íNSi), C7) silicieto de titânio (TiSi), ÍS) alumínio (Al), Í9) alumínio—si 1ício ÍA1—Si),

ÍIO) titãnio-alumínio ÍAl-Ti), íll) nitreto de titânio (TiN), Í12) cobre (Cu), Í13) alumínio-si 1ício-cobre íAl-Si-Cu), Í14) alumínio-paládio íAl-Pd), Í15) titânio ÍTi), (16) silicieto de molibdénio íMo-Si), (17) silicieto de tântalo (Ta-Si).

Colocaram-se estas amostras no dispositivo CVD de baixa pressão mostrado na fig. 3 e formaram-se as películas de Al-Si dentro do mesmo lote.

As condições de deposição nesta altura eram as seguintes:

durante o primeiro passo de deposição.

Pressão total: 0,3 Torr Í40 Pa)

Pressão parcial de DMAH: 3 x 10~^ Torr Í4 x IO^-4 Pa)

Pressão parcial de S^Hr: í x 10^-^ Torr (1,3 x IO^-5 Pa)

Temperatura do substrato: 270°C durante o segundo passo de deposição.

Pressão total: O,3 Torr Í40 Pa)

Pressão parcial de DMAH: 1 x IO^-4 Torr (í_s3 x 10^-^ Pa)

Pressão parcial de SÍ2Hx.: 3 x 10“⁶ Torr (4 x Í0^-4 Pa)

Temperatura do substrato: 330^CC

A qualidade da película de Al-Si formada sob estas condições não é diferente das verificadas a uma temperatura do substrato na segunda deposição, de 330°C na tabela 2 como acima descrito e também a velocidade de deposição no segundo passo de deposição foi muito elevada como aprox. 0,7 /i/min. para todos os substratos.

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Exemplo 14

De acordo com o mesmo procedimento do exemplo 8, depositou-se a película de Al—Si por meio de MMAH2 sm vez de DAMH como gás de partida. Como substrato, utilizou—se a bolacha de Si obtido por formação de padrão na mesma película fina de SÍQ2 como mostrado no exemplo 7.

As condições de deposição nesta altura eram as seguintes:

durante o primeiro passo de deposição.

Pressão no tubo de reaeção: 1,5 Torr (200 Pa)

Pressão parcial de MMAHk?: 5 x 10“^ Torr (6,6 x W'* Pa)

Pressão parcial de 1 x lO^-^* Torr (1,3 x IO^-4 Pa)

Temperatura do substrato: 270-C durante o segundo passo de deposição.

Pressão no tubo reaccional: 1,5 Torr (200 Pa)

Pressão parcial de MMAH2: i x ΙΟ^---· Torr (0,13 Pa)

Pressão parcial de SioHz.: 1 x ÍO^-S Torr (1,3 x IO^-3 Pa)

A qualidade da película de Al—Si depositada não foi diferente da de uma à temperatura do substrato, no segundo passo de deposição, de 330°C Fiei Tabela 2.

Também, a velocidade de deposição do Al-Si no segundo passo de deposição era aprox. 0,7 ϋ/min. e não foi substancíalmente diferente^tío caso da utilização de DMAH.

Exemplo 15

De acordo com o mesmo procedimento do exemplo S, depositou— -se a película de Al-Si por meio de S1H4 em vez dc SinH^. Como substrato utilizou-se uma bolacha de Si.

As condições de deposição nesta altura são como se segue:

durante o primeiro passo de deposição,

Pressão no tubo reaccional: 1,5 Torr (200 Pa)

Pressão parcial de DMAH: 1,0 x 10“⁵ Torr (1,3 x 10“³ Pa)

Pressão parcial de SÍ2H&: 5,0 x 10^-^ Torr (6,6 x 10^ Pa)

Temperatura do substrato: 270°C

durante o segundo passo de deposição,

Pressão no tubo reaccional: 1,5 Torr (200 Pa)

Pressão parcial de DMAH: ί x ÍO^-3 Torr (0,13 Pa)

Pressão parcial de Si^H^: 5 x 10“5 T_orr <6,6 x Í0“³ Pa)

Temperatura do substrato: 330’C

A qualidade da película de Al-Si depositada não era diferente da de uma película a uma temperatura do substrato no segundo passo de deposição de 330^sC na tabela 2.

Também a velocidade de deposição do Al-Si no segundo passo de deposição foi aprox. 0,7 #/min. e não foi substancialmente diferente da do caso de utilização de SÍ2H&.

Exemplo 16

Prepararam-se amostras possuindo películas de Al formadas de acordo com o mesmo processo do exemplo I. Quando a cristalinidade da película de Al depositada sobre a bolacha de Si das amostras respectivas, nomeadamente sob as mesmas condições de formação da película do exemplo 1, foi medida por meio do método de difracção de raio-X e do processo da difracção de feixe de electrões reflectidos, verificou-se ser como descrito abaixo.

Quando a direcção do cristal do substrato de Si é o plano (111), por difracção de raios-X, relativamente ao Al, apenas se observou o pico de difracção mostrando Al (100), como se mostra na fig. 5. Por difracção de feixe de electrões reflectidos de alta velocidade, usando uma voltagem de aceleração de 80 kV ou 100 kV, observou-se uma mancha de monocristal mostrando Al (100), como se mostra na fig. 6. A fig. 6A é um padrão de difracção quando se permite a um feixe de electrões entrar no Al (100) na direcção L0011, a fig 6B é um padrão de difracção quando se permite a um feixe electrónico entrar no Al (100) na direcção E0113. Verificou-se, assim, que a película de Al sobre o substrato de Si (111) era um monocristal possuindo o plano (100). Dentro da primeira e da segunda gama de temperaturas do substrato da tabela 1, verificou-se que as películas depositadas a uma gama entre 250^eC e 330°C eram películas de Al reprodutivelmente

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ÍMO/TN/kh)

-51depositadas que eram monocristalinas.

Verificou-se também que as películas de Al depositadas sobre o substrato de Si ílíl) com a superfície do substrato estando a ângulos de separação íoff-angles) diferindo de Γ, 2°, 3°, 4°, 5° do plano do Si ííll) possuiam monocristais de Al ÍÍ00) depositados estávelmente, particularmente sob as condições de temperatura da primeira e da segunda temperaturas do substrato variando entre 250C e 330^aC, similarmente ao caso onde se depositou sobre o substrato de Si ílll) como descrito acima.

Quando a direcção dos cristais do substrato de Si é o plano (100), por difracção de raios-X, relativamente ao Al, apenas se observou o pico de difracção mostrando Al ííll), como se mostrou na fig.7. Por difracção de feixe de electrões reflectidos de alta velocidade, usando uma voltagem de aceleração de SO kV ou 100 kV, observou-se uma mancha de monocristal mostrando Al ííll). Verificou—se assim, que a película de Al sobre o substrato de Si ÍÍ00) era um monocristal possuindo o plano ílíl). Dentro da primeira e da segunda gamas de temperatura do substrato da tabela 1, verificou-se que as películas depositadas a uma gama entre 250°C e 330^aC eram películas de Al depositadas que eram estavelmente monocristalinas.

Verificou—se, também, que as películas de Al depositadas sobre o substrato de Si (100) com a superfície do substrato estando a ângulos de separação diferindo de 1°, 2’, 3^a, 4°, 5^a do plano do Si Í100) possuiam monocristais de Al ílíl) estavelmente depositados, particularmente sob as condições de temperatura da primeira e da segunda temperaturas do substrato variando entre 250°C e 330^aC, similarmente ao caso em que se depositou sobre o substrato de Si ílíi) como descrito acima.

Exemplo 17

Prepararam-se amostras possuindo películas de Al formadas de acordo com o mesmo processo do exemplo 2. Quando a cristalinidade da película de Al depositada sobre a bolacha de Si foi medida por meio do método de difracção de raios-X e do método de difracção

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-52de feixe de electrões reflectidos, verificau-se ser coma descrito abaixo.

Quando a direcção dos cristais do substrato de Si é o plano (líl), por difracção de raios-X, relativamente ao Al, apenas se observou o pico de difracção mostrando Al (100) como se mostrou na fig- 5. Por difracção de feixe de electrões reflectidos de alta velocidade, usando uma voltagem de aceleração de SO kV ou 100 kV, observou-se uma mancha de monocristal mostrando Al (100) como se mostra nas figs. 6A e 6B. A fig. 6A é um padrão de difracção quando se permite ao feixe de electrões entrar no Al (100) na direcção E0013, a fig. 6B é um padrão da difracção quando se permite ao feixe de electrões entrar no Al (100) na direcção E0113. Verificou-se, assim, que a película de Al sobre o substrato de Si (111) era um monocristal possuindo o plano (100). Dentro da segunda gama de temperaturas do substrato na tabela 2, verificam-se que as películas depositadas a uma gama entre 250°C e 330C eram películas de Al depositadas monocristalinas.

Verificou-se, também, que as películas de Al depositadas sobre o substrato de Si (111) com a superfície do substrato estando a ângulos de separação diferindo de 1°, 2°, 3^a, 4®, 5° do plano do Si (111) possuíam monocristais de Al (100) estavelmente depositados, particularmente sob as condições de temperatura da segunda temperatura do substrato variando entre 250°C e 330°C, similarmente ao caso em que se depositou sobre o substrato de Si <111) como descrito acima.

Quando a direcção dos cristais do substrato de Si é o plano (100), por difracção de raios-X, relativamente ao Al, apenas se observou um pico de difracção mostrando Al (111) como se mostra na fig. 5. Por difracção de feixe de electrões reflectidos de alta velocidade, usando uma voltagem de aceleração de S0 kV ou 100 kV, observou-se uma mancha de monocristal mostrando Al (líl). Verificou-se, assim, que a película de Al sobre o substrato de Si (100) era um monocristal possuindo o plano (111). Dentro da segunda gama de temperaturas do substrato da tabela 2, verificou-se que as películas depositadas a uma gama entre 250°C e 330°C eram

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películas de Al depositadas que eram estavelmente monocristalinas.

Verificou-se também, que as películas de Al depositadas sobre o substrato de Si (100) com a superfície do substrato estando a ângulos diferindo de l^s, 2^S, 3°, 4°, 5^a do plano do Si (100) possuiam monocristais de Al (111) estavelmente depositados, particularmente sob as condições de temperatura da segunda temperatura do substrato variando entre 250° e 330°C, similarmente ao caso em que se depositaram sobre o substrato de Si (111) como descrito acima.

Exemplo 18

Examinou-se a cristalinidade da película de Al formada pelo processo do exemplo 3. Similarmente ao caso do exemplo 1, a uma temperatura do substrato do primeiro e segundo substrato da tabela 2 variando entre 250°C e 330^CC, depositou-se Al (100) monocristalino sobre o substrato de Si (111), e Al (111) monocristalino sobre o substrato de Si (100).

Exemplo 19

Examinou-se a cristalinidade da película de Al formada pelo processo do exemplo 4. Similarmente ao caso do exemplo 1, a uma temperatura do substrato do primeiro e do segundo substrato da tabela 2 variando entre 270°C e 330’C, depositou-se Al (100) monocr istal ino sobre o substrato de Si íill), e Al (111) sobre o substrato de Si (100).

Exemplo 20

Primeiro, o procedimento para a formação da película de Al é como se segue. Usando^dispositivo mostrado na fig. 2, evacua-se o interior do tubo de reacção 2, até aprox. 1 x 10^_s Torr (1,3 x x 10^-6 Pa) por meio da unidade de evacuação 9. No entanto, pode-se, também, formar a película de Al se o grau de vácuo dentro do tubo de reacção 2 for superior a 1 x 10^-8 Torr (1,3 x ÍO^ Pa).

Após lavagem da bolacha de Si, coloca-se a câmara de trans71 609

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-54porte iõ ã pressão atmosférica e monta—se a bolacha de Si na câmara de transporte. Evacua-se a câmara de transporte até aprox. 1 x 10^-£ Torr (1,3 x ÍO^-4 Pa) e, então, abre-se a válvula de comporta 13 e monta-se a bolacha sobre o suporte de bolachas 3.

Apõs a montagem da bolacha sobre.o suporte de bolachas 3, fecha-se a válvula de comporta 13, e evacua-se a câmara de reacção 2 até um grau de vácuo de aprox. 1 x 10~^s Torr (1,3 x x 10“& Pa).

Neste exemplo alimenta-se DMAH através da primeira linha de gás. Como gás transportador da linha de DMAH emprega-se Ho- A segunda linha de gás utiliza-se para o Ho.

Fazendo passar H₂ através da segunda linha de gás, leva-se a pressão dentro do tubo de reacção 2 a um valor pré-determinado por controlo da abertura da válvula de controlo fino 8. Uma pressão típica neste exemplo é aproxímadamente, 1,5 Torr (200 Pa). Depois, aquece—se a bolacha por meio de passagem de corrente através do aquecedor 4. Após a temperatura da bolacha ter atingido uma tempertaura pré—determinada, introduz—se o DMAH no tubo de reacção através da linha de DMAH. A pressão total é aprox. 1,5 Torr (200 Pa) e a pressão parcial do DMAH leva-se a aprcrx. 1,5 x IÕ^-4 Torr (2 x lO·^ Pa). Quando se introduz o DMAH no tubo de reacção 2, o Al deposita-se.

resumo do primeiro passo de deposição é como ss descreveu acima.

No primeiro passo de deposição, após a formação da película o

contínua de Al de cerca de 100 a 200 A, realiza—se a deposição de velocidade elevada no segundo passo de deposição. As condições para o segundo passo de deposição são fazer a pressão total de aprox. 1,5 Torr (200 Pa) e a pressão parcial do DMAH de aprox. 1 χ IO^-3 Torr (0,13 Pa). Após ter passado um tempo de deposição pré—determinado, pára-se a alimentação de DMAH. Seguidamente, pára-se o aquecimento do aquecedor 4 para arrefecer a bolacha. Pára—se a alimentação de H₂ gasosa e após a evacuação do interior do tubo de reacção tansfere-se a bolacha para a câmara de trans71 609

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porte e apenas a câmara de transporte se leva à pressão atmosférica antes de se retirar a bolacha. 0 resumo da formação da película de Al é como se descreveu acima.

Submeteram-se substratos de Si (tipo hi, 1 - 2 ohm.cm) a oxidação térmica a uma temperatura de 1000°C de acordo com o sistema de combustão de hidrogénio (H₂ ^: 4 litros/M, 0₂ : 2 1itros/M).

O o

A espessura da película era 7000 A ± 500 A, e o índice de refracção 1,46. Revestiu-se todo o substrato de Si com uma película protectora foto-sensível e cozeu-se um padrão desejado por uma máquina de exposição. Q padrão era tal que se abriram vários orifícios de 0,25 u x 0,25 μ - 100 μ χ 100 μ. Após a revelação do revestimento protector, com a película foto—sensível como máscara, o substrato de Si0₂ foi gravado por gravação de ião reactivo (RIE), etc. para se ter o substrato de Si parcialmente exposto. Assim, preparam-se 130 folhas de amostras possuindo vários tamanhos de orifícios no Si0₂ de 0,25 μ x 0,25 μ - 100 μ χ χ 100 μ, levou-se a temperatura do substrato a 13 níveis e para cada 10 folhas das amostras, às temperaturas respectivas, depositaram-se películas de Al seguindo o procedimento descrito acima, sob as condições seguintes:

durante o primeiro passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr (200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,5 x 10“^ Torr (2 x IO^-'⁵ Pa) durante o segundo passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr (200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,5 χ 10^-3 Torr (0,2 Pa)

As películas de Al depositadas por meio de variação da temperatura do substrato em 13 níveis, avaliaram-se por vários processos de avaliação. Os resultados estão mostrados na tabela 3.

Nas amostras anteriores, não se depositou Al sobre o Si0₂ numa gama de temperaturas entre 160^eC e 450^CC e o Al depositou-se apenas sobre a porção com abertura no Si0₂ para se ter o Si exposta. Também quando se realizou . .deposição de 2 μ de Al,

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-56continuamente, na gama de temperaturas anterior, manteve-se uma depositabi1 idade selectiva similar.

Quando as temperaturas do substrato no primeiro e segundo passos de deposição excedem 300°C, Foi possível a deposição à velocidade elevada de 0,5 a 1,0 g/min., mas a probabilidade de a reFlectância da superFicie se tornar mais ou menos pior quando comparada com o caso de 300^cC ou inFerior, aumenta ligeiramente. A razão para isso pode considerar-se como sendo devida ao Facto de que, se a temperatura no primeiro passo de deposição For elevada, a planura da película de AI extremamente Fina depositada no primeiro passo de deposição é inFerior.

Exemplo 21

Seguiu-se o mesmo procedimento do exemplo 20, estabeleceram-se os parâmetros como se segue:

durante o primeiro passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr Í200 Fa) pressão parcial do DMAH: 1,5 x 10^-3 Torr Í2 x IO^-3 p_a) temperatura do substrato: 270°C ou 300^eC durante o segundo passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr <200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,0 x 10”³ Torr Í0,13 Pa) e variou-se a temperatura do substrato do segundo passo de deposição em vários níveis que eram superiores ao do primeiro passo de deposição, para depositar a película de Al. Os vários resultados da avaliação da película de Al depositada estão mostrados na tabela 4.

Quando a temperatura do substrato no primeiro passo de deposição é 270^eC ou 300°C, não há diFerença nos resultados obtidos.

Similarmente ao exemplo 20, quando a temperatura do substrato, no segundo passo, excedeu 300³C, Foi possível a deposição à velocidade elevada, de 0,5 a 1,0 #/min.. A diFerença relativa—

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(MQ/TN/kh)

-57mente ao exemplo 20 é que se pSde formar uma película de Al com planura de superficie possuindo uma reflectãncia de 80 a 95%

Similarmente ao exemplo 20, o Al depositou-se selectivamente apenas sobre o Si. Também, mesmo quando se depositou a 2 tí de Al, manteve—se a depositabilidade selectiva.

Exemplo 22

Este exemplo 22 realiza a deposição de Al usando Ar em vez de H2 como gás transportador para o DMAH no mesmo procedimento do exemplo 20. Alimenta—se Ho a partir da segunda linha de gás.

Similarmente á tabela 3 do exemplo 20, não se depositou Al sobre o S1O2 na gama de temperaturas entre 160°C e 450°C e o Al depositou-se apenas sobre a porção com abertura no S1Q2 para se ter o Si exposta. Também quando se realizou a deposição de 2 μ de Al, continuamente, na gama de temperaturas anterior, manteve-se uma depositabilidade selectiva similar.

Quando as temperaturas do substrato no primeiro e no segundo passos de deposição excederam 300°C, foi possível a deposição à velocidade elevada, de 0,5 a 1,0 μ. mas a probabilidade da reflectância da superficie se tornar mais ou menos pior aumenta 1igeiramente. A razão para isso pode considerar-se como sendo devida ao facto de que, se a temperatura no primeiro passo de deposição é elevada, a planura da película de AI extremamente fina depositada no primeiro passo de deposição é inferior.

Exemplo 23

Este exemplo 23 realizou a deposição de Al usando Ar em vez de H2 como gás transportador para o DMAH no mesmo procedimento do exemplo 21. Alimentou—se pela segunda linha de gás. Quando as temperaturas do substrato no primeiro passo de deposição foram 270’C e 300^eC, não houve diferença nos resultados obtidos. A qualidade da película obtida é substancialmente a mesma que na tabela 4.

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ÍMQ/TN/Rh)

-5QSimilarmente aa exempla 20 au 21, quando a temperatura do substrato no segundo passo excedeu 300®C, foi possível a deposição à velocidade elevada, de 0,5 a 1,0 ///min. A diferença relativamente aos exemplos 20 e 21 é que se pode formar reprodutível— mente uma película de Al com planura de superfície elevada possuindo uma reflectãncia de S0 a 952 mesmo quando as temperaturas do substrato, no segundo passo, foram 33õ^eC, 350°C.

Similarmente ao exemplo 20 e ao exemplo 21, o Al depositou—se selectivamente apenas sobre o Si. Também, mesmo quando α Al se depositou a 2 p, manteve-se a depositabilidade selectiva.

Nas amostras anteriores, não se depositou Al sobre o SÍO2 na gama de temperaturas ent 450°C, e o Al depositou—se apenas sobre a porção com abertura no SiCH para se ter o Si exposto. Também quando se realizou 2 p ds deposição de Al, continuamente, na gama de temperaturas anterior, manteve-se uma depositabilidade selectiva similar.

Exempla 24

Por meio do dispositivo CVD de baixa pressão mostrado na fig. 3, formaram-se películas de Al sobre os substratos com as constituições descritas abaixo (amostras 5-1 — 5-179).

Preparação da Amostra 5-1

Sobre um silício monocristalino, como primeiro material da superfície do substrato doador de electrSes, formou—se uma película de Si02 termicamente oxidada como segundo material da superfície do substrato não doador de electrões, e realizou-se a formação de padrão de acordo com os passos fotolitográficos mostrados no exemplo 20 para se ter a superfície monocristalina parcialmente exposta.

Verificou-se que a espessura da película de SÍO2 oxidada 0 termicamente era de 7000 fi, sendo o tamanho da porção exposta do silício monocristalino, nomeadamente da abertura, 3 u x 3 p.

Assim se preparou a amostra 5-1. ( A partir daqui esta amostra é expressa como SÍO2 termicamente oxidada Ca partir daqui abrevia71 609

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—59— (MO/TN/kh) do como T-S1O2)/silício monocristalino“).

Preparação das amostras 5-2 - 5-179

A amostra 5-2 é uma película oxidada -Formada por CVD de pressão normal Ca partir daqui abreviada como SiD₂)/si 1ício monocrístalino.

A amostra 5-3 é uma película oxidada dopada com boro, formada por CVD de pressão normal ía partir daqui abreviada como BSG) /silício monocristal ino.

A amostra 5-4 é uma película oxidada dopada com fósforo formada por CVD de pressão normal ía partir daqui abreviada como PSG)/silício monocristalino.

A amostra 5-5 é uma película oxidada dopada com fósforo ε boro, formada por CVD de pressão normal ía partir daqui abreviada como BSPG)/silício monocristalino.

A amostra 5-6 é uma película nitrificada formada por CVD de plasma ía partir daqui abreviada como P-S:N)/si 1ício monocrista— lino.

A amostra 5-7 é uma película termicamente nitrifiçada ía partir daqui abreviada como T-S:N)/silício monocristalino.

A amostra 5-S é uma película nitrifiçada formada por CVD de baixa pressão ía partir daqui abreviada como LP-S:N)/silício monoc r i sta1i no.

A amostra 5-9 é uma película nitrificada formada pelo dispositivo ECR ía partir daqui abreviada como ECR-Sihl)/silício monocristalino.

Ainda por combinações dos primeiros materiais da superfície do substrato doadores de electrões e dos segundos materiais da superfície do substrato não doadores de electrões, prepararam-se as amostras 5-1i - 5-179 mostradas na tabela 5. Como primeiro material da superfície do substrato empregaram-se silício monocristalino ÍSi monocristalino), silício policristalino íSi policristalino), silício amorfo ÍSi amorfo), tungsténio <W), molibdé7i 609

CFO 7066 PT (MO/TN/kh)

nio (Mo), tântalo (Ta), silicieto de tungsténio (WSi), silicieto de titânio (TiSi), alumínio (Al), alumínio-silício (Al-Si), titânio -alumínio (Al—Ti), nitreto de titânio (TiM), cobre (Cu), alumínio-silício-cobre (Al-Si-Cu), alumínio-paládio (Al-Pd), titânio (Ti), silicieto de molibdénio CSioSi), silicieto de tântalo (Ta-Si). Colocaram-se estas amostras no dispositivo CVD de baixa pressão mostrado na Fig. 3, e Formaram-se as películas de Al dentro do mesmo lote.

As condições de deposição Foram como se segues durante o primeiro passo de deposição, pressão total: 0,3 Torr (40 Pa) pressão parcial do DMAH: 3 χ 10^-6 Torr (4 x ÍO“⁴ Pa) temperatura do substrato: 270^sC durante o segundo passo de deposição, pressão total: 0,3 Torr (40 Pa) pressão parcial do DMAH: 1 x 10“⁴ Torr (0,01 Pa) temperatura do substrato: 330°C

Como resultado da Formação da película sob estas condições, relativamente a todas as amostras com padrão da amostra 5—i à 5-179, ocorreu deposição da película de Al apenas sobre a primeira película na superFície do substrato doadora de electrões para embutir completamente a abertura com a proFundidade de 7000 A.

Formadas a uma temperatura do substrato, na segunda deposição, de 330^cC na tabela 2, como descrito acima, e também a velocidade de deposição no segundo passo de deposição Foi muito elevada, de aprox. 0,7 μ/min., para todos os substratos.

Exemplo 25

De acorda com o mesma procedimento do exemplo 21, a película de Al depositou-se usando MMAH2 em vez de DMAH. Como substrato, utilizou-se a bolacha de Si obtida por Formação de padrão na mesma película Fina de S1O2 como mostrado no exemplo 20.

altura eram as seguintes:

609

CFO 7066 PT (MO/TN/kh) — i —

As condições de deposição nesta

durante o primeiro passo de deposição, pressão no tubo reaccional: 1,5 Torr (200 Pa) pressão parcial do MMAHg! 5 x 10^_“ Torr (6,6 x 10^-° Pa) temperatura do substrato: 270®C durante o segundo passo de deposição, pressão no tubo reaccional: í,5 Torr (200 Pa) pressão parcial do MMAHg: 1 κ 10“° Torr (0,13 Pa)

Similarmente ao exemplo 21, a película de Al embutiu completamente a abertura de SiOg ^{CQÍS a} profundidade de 7000 A e a qualidade da película de Al depositada não foi diferente da de uma película depositada a uma temperatura do substrato no segundo passo de deposição tíe 330®C na tabela 4.

Também a velocidade de deposição do Al no segundo passo de deposição foi aprox. 0,7 /z/min. e não foi substancialmente diferente do caso da utilização de DMAH.

Nas amostras anteriores, o Al não se depositou sobre o SiQg numa gama de temperaturas entre 160^sC e 450°C, s o Al depositou-se apenas sobre a porção com abertura no SiDg para ter o Si exposto. Também quando se realizou deposição de 2 μ de Al, continuamente, na gama ds temperaturas anterior, manteve-se uma depositabilidade selectiva similar.

Exemplo 26

Primeiro, o procedimento para a formação da película de Al-Si ê como se segue. Usando o dispositivo mostrado na figura 1, evacuou-se o interior do tubo de reacção 2 até ^3Γ>^···' i _v m-8 Torr (1,3 x ÍO^-^ Pa) pela unidade de evacuação pode-se também formar a película de Al-Si se c dentro do tubo de reacção 2 for superior a 1 χ 10~θ Torr (1,3 x 10^-& Pa).

aprox. 1 x 10 9. No entanto grau de vácuo

Após lavagem da bolacha de Si, coloca-se a câmara de transporte 10 à pressão atmosférica e monta-se a bolacha de Si na

609 CFO 7066 PT ÍMO/TN/kh)

câmara de transporte. Evacua—ss a câmara ds transporte até aprox.

x Í0^-6 Torr <1,3 x 10~⁴ Pa), ε então abre—se a válvula de comporta 13 e monta—se a bolacha sobre o suporte de bolachas 3.

Após a montagem da bolacha sobre o suporte de bolachas 3, Fecha-se a válvula de comporta 13, e evacua—se a câmara de reacção 2 até um grau de vácuo de aprox. 1 x 10“⁸ Torr Cl,3 x 10^-6Pa).

Neste exemplo, alimenta—se o DMAH através da primeira linha de gás. Como gás transportador da linha de DMAH, emprega-se Ar. A segunda linha de gás utiliza-se para o Hg e a terceira linha de gás para o S12H&.

Fazendo passar H2 através da segunda linha de gás, leva-se a pressão dentro do tubo de reacção 2 a um valor pré-determinado controlando a abertura da válvula de controlo Fino S. Uma pressão típica neste exemplo é aproximadamente 1,5 Torr (200 Pa). Então, aquece-se a bolacha por passagem de corrente através do aquecedor 4. Após a temperatura da bolacha ter atingido uma temperatura pré-determinada, introduziu-se DMAH dentro do tubo de reacção através da linha de DMAH. A pressão total é aprox. 1,5 Torr <200 Pa) e a pressão parcial do DMAH leva-se a aprox. 1,5 x Í0^-8 Torr <2 x 10“^e· Pa). A pressão parcial do 312¾ leva-se a 2 x 10“^ Torr <2,6 x IO”⁸ Pa). Quando se introduzem o SÍ2H^ e o DMAH no tubo de reacção 2, o Al—Si deposita-se.

resumo do primeiro passo de deposição é como se descreveu SC IfíiH·

No primeiro passo de deposição, após a Formação da película contínua de Al-Si de cerca de 100 a 200 A, realiza—se a deposição de velocidade elevada no segundo passo de deposição. As condições para o segundo passo de deposição são;Fazer a pressão total de aprox. 1,5 Torr <200 Pa) e a pressão parcial do DMAH de aprox.

x ÍO^-3 Torr <0,13 Pa) e a pressão parcial do S12H& de aprox.

1,5 x 10”⁸ Torr <2 x IO^-0, Pa). Após decorrido um tempo de deposição pré—determinado, pára—se a alimentação do DMAH e do

SÍ2Hjtj. Seguidamente, pára-se o aquecimento do aquecedor 4 para —63—

609

CFO 7066 PT

ÍMO/TN/kh) arrefecer a bolacha. Pára-se a alimentação de K--· gasoso e após a evacuação do interior do tubo de reacção, transfere-se a bolacha para a câmara de transporte e apenas a câmara de transporte se leva à pressão atmosférica antes de se retirar a bolacha. 0 resumo da formação da película de Al é como se descreveu acima.

Submeteram-se os substratos de Si (tipo N, 1-2 ohm.cm) a oxidação térmica a uma temperatura de 1000^eC de acordo com o sistema de combustão do hidrogénio ÍH₂:4 litros/M, 0₂ϊ2 lítros/M).

o e>

A espessura da película era 7000 A ± 500 A e o índice de refracção 1,46. Revestiu-se todo o substrato de Si com uma pelicula protectora foto—sensível, e cozeu—se um padrão desejada por uma máquina de exposição. □ padrão era tal que se abriram vários orifícios de 0,25 // x 0,25 μ - 100 μ x 100 μ. Após a revelação do revestimento protector, com a pelicula foto-sensível como máscara, o substrato de Si0₂ gravou-se por gravação tíe ião reactivo ÍRIE), etc. para se ter o substrato de Si parcialmente exposto. Assim, prepararam—se 130 folhas de amostras possuindo vários tamanhos de orifícios no Si0₂ de 0,25 μ x 0,25 μ — 100 μ χ χ 100 //, levou-se a temperatura do substrato a 13 níveis, e para cada 10 folhas das amostras, às temperaturas respectivas, depositaram-se selectivamente películas de Al seguindo o procedimento descrito acima sob as condições seguintes:

durante o primeiro passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr Í200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,5 x 10^-5 Torr (2 x IO^-3 Pa) pressão parcial do Si₂Hz.z 2,0 x 10^-^ Torr (2,6 x 10“^ Pa) durante o segundo passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr (200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,0 x ÍO~³ Torr Í0,13 Pa) pressão parcial do 5ί₂Η^: 1,5 x 10~³ Torr Í2 x IO^-’²' Pa)

As películas de Al-Si depositadas por meio de variação da temperatura do substrato em 13 níveis avaliaram—se por vários processos de avaliação. Os resultados foram os mesmos que os mostrados na tabela 3.

609 CFO 7066 PT ÍMO/TN/kh)

Nas amostras anteriores, não se depositou Al-Si sobre o S1O2 numa gama de temperaturas entre 160°C ε 450C e o Al-Si depositou-se apenas sobre a porção com abertura no S1O2 para se ter Si exposto. Também quando se realizou deposição de 2 a de Al-Si, continuamente, na gama de temperaturas anterior, manteve-se uma depositabilidads selectiva similar.

Quando as temperaturas do substrato no primeiro e segundo passos de deposição excederam 300^aC, foi possível a deposição à velocidade elevada, da 0,5 a 1,0 íf/min-, mas a probabilidade da reflectância da superfície se tornar mais ou menos pior aumenta 1igeiramente. A razão para isso pode considerar-se como sendo devida ao facto de que, se a temperatura no primeiro passo de deposição é elevada, a planura da película de Al-Si extremamente fina depositada no primeiro passo de deposição ê inferior.

Exemplo 27

Seguiu-se o mesmo procedimento do exemplo 26, estabeleceram-se os parâmetros como se segue:

durante o primeiro passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr Í200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,0 x 10~^ Torr (1,3 x 10“-' Pa) pressão parcial do Si2¾¹ i,S x 10^—Torr (2 x ÍO^-*³ Pa) temperatura do substrato: 270 ~C ou 300^aC durante o segundo passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr Í200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,0 x 10~^ Torr (0,13 Pa) pressão parcial do SÍ2Hí.: 1,5 x 10~^ Torr Í2 x 10~-' Pa) e variou-se a temperatura do substrato do segundo passo de deposição em 13 níveis. Os vários resultados de avaliação da película de Al-Si depositada foram os mesmos que as da tabela 4.

Quando a temperatura do substrato no primeiro passo de deposição é 270°C ou 300®C não há diferença nos resultados obtidos.

Similarmente ao exemplo 20, quando a temperatura do substra—65—

609

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ÍMO/TN/kh) to, no segundo passo, excedeu 30O°C, foi possivel a deposição à velocidade elevada, de 0,5 a 1,0 íi/min. A diferença relativamente ao exemplo 20 é que se pôde formar uma película de Al-Si com planura de superfície elevada possuindo uma reflectância de SO a 952 mesmo quando as temperaturas do substrato no segundo passo eram 330’C, 350C.

Similarmente ao exemplo 20, o Al—Si depositou—se selectivamente apenas sobre o Si. Também, mesmo quando o Al-Si se depositou a 2 íí, manteve-se a depositabi1 idade selectiva.

Exemplo 28

Seguiu-se o mesmo procedimento do exemplo —se os parâmetros como se segue:

estabeleceram— durante o primeiro passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr Í200 Pa) pressão parcial do DMAH: Ι,Ο x IO^-5 Torr (1,3 x IO^-3 Pa) temperatura do substrato: 270°C durante o segundo passo ds deposição, pressão total: 1,5 Torr (200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,0 x 10“³ Torr (O,13 Pa) temperatura do substrato: 330’C e variou-se a pressão parcial do Si^Hg de 3 x 10^—4 a O,2 vezes a pressão parcial do DMAH para realizar a deposição. 0 teor em Si Í% p) das pelxculas de Al-g^ _vari_araro o,0O5X a 52 aproximadamente em proporção ã pressão parcial do SÍ2HL·. Relativamente à resistividade, teor em carbono, tempo médio de vida do circuito, velocidade de deposição, densidade de sinuosidades e produção de espigões, obtiveram—se os mesmos resultados que no exemplo 1. No entanto, em amostras possuindo um teor em Si de 42 ou superior, produziu-se deposição nas películas a qual parecia ser SL. piorando ligeiramente a morfologia da superfície, tornando portanto a reflectância 652 ou inferior. As amostras possuindo um teor sm Si inferior a 42 exibiram uma reflectância de SO a 952, que era boa, similarmente ao exemplo 27.

—66—

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Similarmente ao exemplo 27, a depositabilidade seleetiva baseada no material da superfície do substrato confirmou-se em toda a região.

Exemplo 29

Este exemplo 29 realiza a deposição de Al-Si usando Ar em vez de H₂ como gás transportador para o DMAH no mesmo procedimento do exemplo 26. Alimenta-se H₂ através da segunda linha de gás.

Similarmente obtiveram-se os mesmos resultados que na tabela 3 no exemplo 20, não se depositou Al-Si sobre o Si0₂ na gama de temperaturas entre 160°C e 450°C, e o Al-Si depositou-se apenas sobre a porção com abertura no Si0₂ para se ter Si exposto. Também quando se realizou 2 y de deposição de Al-Si, continuamente, na gama de temperaturas anterior, manteve-se uma depositabilidade seleetiva similar.

Quando a temperatura do substrato, no primeiro e no segunde passos de deposição, excedeu 300⁼C, foi possível a deposição á velocidade elevada de 0,5 a 1,0 y/min., mas a probabilidade de a reflectância da superfície se tornar mais ou menos pior aumenta 1igeiramente. A razão para isso pode—se considerar como sendo devida ao facto de que, se a temperatura no primeiro passo de deposição for elevada, a planura da película de Al-Si, extremamente fina, depositada no primeiro passo de deposição é inferior.

Exemplo 30

Este exemplo 30 realiza a deposição de Al-Si usando Ar em vez de H₂ como gás transportador para o DMAH no mesmo procedimento do exemplo 27. Alimenta-se H₂ através da segunda linha de gás. Quando as temperaturas do substrato no primeiro passo de deposição eram 270e 300’C, não houve diferença nos resultados obtidos. A qualidade da película obtida é substancialmente a mesma que na tabela 4.

Similarmente ao exemplo 7 ou 27 quando a temperatura do substrato no segundo passo excedeu 300°C, foi possivel a deposição â velocidade elevada de 0,5 a 1,0 y/min. A diferença relati-

609

CFO 7066 PT (MO/TN/kh) —67— vamente aos exemplos 26 e 27 é que se pôde formar uma película de Al-Si com planura de superfície elevada possuindo uma reflectância de SO a 952 mesmo quando as temperaturas do substrato no segundo passo eram 330°C e 350°C.

Similarmente aos exemplos 26 e 27, o Al depositou-se selectivamente apenas sobre o Si. Também, mesmo quando o Al-Si se depositou a 2 íí, manteve-se a depositabiiidade selectiva.

Exemplo 51

Este exemplo 31 realiza a deposição de Al—Si usando Ar em vez de HH como gás transportador para o DMAH no mesmo procedimento do exemplo 28. Alimentou-se Hl·? através da segunda linha de gás.

As condições de deposição mostram—se abaixas durante o primeiro passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr (200 Pa) pressão parcial do DMAH: 1,0 x 10~³ Torr (1,3 x 10~³ Pa) temperatura do substratos 270'C durante c segundo passo de deposição, pressão total: 1,5 Torr (200 Pa) pressão parcial do DMAHs 1,0 x IO^-'⁵ Torr (0,13 Pa) temperatura do substrato: 330^eC e variou-se a pressão parcial do Si^Hij entre 3 x ÍO^-4 e 0,2 vezes a pressão parcial do DMAH para realizar a deposição. Similarmente ao exemplo 28, o teor em Si (2 p.) das películas de Al-Si variou entre 0,0052 e 52 aproximadamente em proporção à pressão parcial do 5Í2H&. Relativamente à resistividade, teor em carbono, tempo médio de vida do circuito, velocidade de deposição, densidade de sinuosidades e produção de espigões, obtiveram-se os mesmos resultados que no exemplo 20. No entanto, em amostras possuindo um teor em Si de 42 ou superior, produziu-se deposição nas películas que pareceu ser Si, piorando ligeiramente a morfologia da superfície, tornando portanto a reflectância 652 ou inferior. As amostras possuindo um teor em Si inferior a 42 exibiram uma re71 609 CFO 7066 PT (MO/TN/kh)

flectãncia de SO a 95%, que era boa, similarmente a mesma que no exemplo 27.

Também similarmente ao exemplo 26, a depositabi1 idade selectiva baseada sobre o material da superfície do substrato confirmou-se em toda a região.

Exemplo 52

Por meio do dispositivo CVD de baixa pressão mostrado na fig. 3, formaram-se películas de Al-Si sobre os substratos com as constituições como se descrevem abaixo (amostras 5—1 - 5-179).

Preparação da amostra 5—1

Sobre um silício monocristalino, como primeiro material da superfície do substrato doador de electrões, formou—se uma película de SÍO2 oxidada termicamente como segundo material da superfície do substrato não doador de electrões e realizou—se a formação da padrão de acorda com os passos fotolitográficos mostrados no exemplo 7 para se ter a superfície monocristalina parcialmente exposta.

Verificou-se que a espessura da película de Si0₂ oxidada

O termicamente era 7000 A, sendo c tamanho da porção exposta do silício monocr istal ino, nomeadamente a abertura, 3 £í x 3 μ. Assim se preparou a amostra 5-1. ÍA partir daqui esta amostra é expressa como ”SiO2 termicamente oxidado (a partir daqui abreviado como T-S1O2)/silício monocristalino”).

Preparação das amostras 5-2 — 5—179

A amostra 5-2 é uma película oxidada formada por CVD de pressão normal ía partir daqui abreviada como S1O2)/silício monocristalino;

A amostra 5-3 é uma película oxidada dopada com boro, formada por CVD de pressão normal (a partir daqui abreviada como BSG)/silício monocristalino.

A amostra 5-4 é uma película oxidada dopada com fósforo formada por CVD de pressão normal (a partir daqui abreviada como

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PSG)/silício monocrsitalino.

A amostra 5-5 ê uma película oxidada dopada com fósforo e boro, formada por CVD de pressão normal (a partir daqui abreviada como BSPG)/silício mcnocristalino.

A amostra 5-6 é uma película nitrifiçada formada por CVD de plasma ía partir daqui abreviada como P-S:N)/si 1ício monocrista— 1 ino.

A amostra 5-7 é uma película nitrifiçada termicamente ía partir daqui abreviada como T-3:N)/silício monocristalino.

A amostra 5-8 é uma película nitrifiçada formada por CVD de baixa pressão (a partir daqui abreviada como LP-SsNÍ/silício monocristalino.

A amostra 5-9 é uma película nitrifiçada formada pelo dispositivo ECR (a partir daqui abreviada como ECR-SiN)/silício monocristalino.

Ainda por combinações dos primeiros materiais da superfície do substrato doadores de electrões e dos segundos materiais da superfície do substrato não doadores de electrões, prepararam-se as amostras 5—11 — 5—179 mostradas na tabela 5. Como primeiro material da superfície do substrato empregaram-se silício monocristalino (Si monocristalino), silício policristalino (Si policristalino), silício amorfo <8i amorfo), tungsténio (W), molibdé— nio (Mo), tântalo (Ta), silicieto de tungsténio CNSi), silicieto de titânio (TiSi), alumínio (Al), alumínio-silício (Al-Si), titânio - alumínio (Al-Ti), nitreto de titânio (TiN), cobre (Cu), alumínio-silícío-cobre (Al-Si-Cu), alumínio-paládio (Al-Pd), titânio (Ti), silicieto de molibdénio (MoSi), silicieto de tântalo ÍTa-Si). Colocaram-se estas amostras no dispositivo CVD de baixa pressão mostrado na fig. 3 e formaram—se as películas de Al dentro do mesmo lote.

As condições de deposição foram como se segue:

durante o primeiro passo de deposição.

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ÍMO/TN/kh)

-70—

pressão totais 0,3 Torr (40 Pa) pressão parcial do DMAH: 3 x 10^—Torr (4 x 10~⁴ Pa) pressão parcial do SÍ2H&; 1 x ÍO^-^ Torr (i,3 x 10“^ Pa) temperatura do substratos 270^cC durante o segundo passo de deposição, pressão totais 0,3 Torr (40 Pa) pressão parcial do DMAH: 1 x ÍO^-4 Torr (1,3 x IO”·* Pa) pressão parciai do SÍ2H^: 3 x 10“^ Torr <4 x 10^-4 Pa) temperatura do substrato: 330⁵C

Como resultado da Formação da película sob estas condições, relativamente a todas as amostras aplicadas com o padrão da amostra 5-1 à amostra 5—179, ocorreu deposição da película de Al—Si apenas sobre a primeiro película na superFície do substrato doadora de electrões para embutir completamente a abertura com a o

profundidade de 7000 A.

A qualidade da película de Al-Si formada não é diferente das formadas a uma temperatura do substrato, na segunda deposição, de 330’C na tabela 2, como descrito acima e também a velocidade de deposição no segundo passo de deposição foi muito elevada, de aprox. 0,7 /i/min., para todos os substratos.

Exemplo 53

De acordo com o mesmo procedimento do exemplo 27, depositou—se a película de Al—Si usando MMAH2 sm vez de DMAH» Como substrato, utilizou-se a bolacha de Si obtida por formação de padrão da mesma película fina de S1O2 como mostrado no exemplo 26.

As condições de deposição nesta altura eram as seguintes:

durante o primeiro passo de deposição, pressão no tubo de reaeção: 1,5 Torr (200 Pa) pressão parcial do ΜΜΑΗ2Ϊ 5 x 10“^ Torr (6,6 x 10~-Pa) pressão parcial do SÍ2^6^{í x} Torr (1,3 x 10~⁴ Pa) temperatura do substrato: 270°C durante o segundo passo de deposição,

609 CFO 7066 PT (MO/TN/kh) —71

pressão no tubo de reacção: pressão parcial do MMA^s 1 pressão parcial do SigH^: í

1,5 Torr (200 Pa) x 10 ¹ Torr (O, xo Pa) x 10“⁵ Torr (1,3 x ÍÔ“³ Pa)

Similarmente ao exemplo 27, a película ds Al-Si embutiu o

completamente a abertura de SiOg com a profundidade de 7000 A e a qualidade da película ds Al-Si depositada não foi diferente de uma depositada à temperatura do substrato no segundo passo de deposição, de 330°C na tabela 2.

Também, a velocidade de deposição do Al-Si no segundo passo de deposição foi aprox. 0,7 íz/min. e não era substancialmente diferente da do caso da utilização de DMAH.

Exemplo 34

De acordo com o mesmo procedimento do exemplo 27 depositou-se a película de Al-Si usando SÍH4 em vez de 512¾. Como substrato utilizou-se a bolacha de Si obtida por formação de padrão da mesma película fina de S1O2 mostrada no exemplo 1.

As condições de deposição nesta altura são como se segue:

durante o primeiro passo de deposição, pressão no tubo de reacção: 1,5 Torr (200 Pa) pressão parcial de DMAH: 1,0 x IO^-3 Torr (1,3 x ΙΟ^-0, Pa) pressão parcial de SÍ2H_<£_}; 5,0 x IO^-7 Torr (6,6 κ ΙΟ^-5;Pa) temperatura do substrato: 270C durante o segundo passo de deposição, pressão no tubo reaccional: 1,5 Torr (200 Pa) pressão parcial do DMAH: i x IO^-3 Torr (0,13 Pa) pressão parcial do SÍ2H&; 5 x ÍO^-^ Torr (6,6 x 10^-iPa) temperatura do substrato: 330°C

Similarmente ao exemplo 27, a película de Al-Si embutiu

O completamente a abertura do S1O2 ^cs“ ³ profundidade de 7000 A e a qualidade da película de Al-Si depositada não foi diferente de uma ã temperatura do substrato, no segundo passo de deposição, de

330*C na tabela 4.

Também a velocidade de deposição do Al-Si, de deposição. Foi aprox. 0,7 μ/min. e não diferente do caso da utilização de Si--Hαπό segundo passo substancialmente

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Exemplo 55

De acordo com o mesmo processo do exemplo 20, preparou-se uma amostra possuindo uma película de Al formada sobre ela. Avaliou-se a cristalinidade da película de Al selectivamente depositada sobre o Si ã mesma temperatura do substrato que na tabela í, pelo processo de difracçãc de raios X e pelo microscópio μ-RHEED de varrimento.

O microscópio μ-RHEED de varrimento é o processo descrito em Extended Abstracts of the 2íth Conference on Solid State Devices and Materials (1989) p.217 e em Japanese Journal of Applied Physics vol. 28, NS 11 (1989), L2075. De acordo com o processo RHEED (Difracção electrónica de alta energia com reflexão) . da arte anterior, fez-se o feixe electrónico incidir sobre a superfície da amostra segundo um pequeno ângulo de 2-3®, e avaliou—se a cristalinidade da superfície da amostra a partir do padrão de difracção formado pelo feixe de electrSes difractado. Nc entanto, uma vez que o diâmetro do feixe de electrões ê tão grande quanto 100 μ a várias centenas de μ, apenas se pôde obter uma informação média sobre a superfície da amostra. No microscópio de μ-RHEED, pode-se observar um padrão de difracção do feixe de electrões a partir de uma região fina específica sobre a superfície da amostra, reduzindo o diâmetro do feixe de electrões para 0,1 μ. Além disso, fazendo o feixe de electrões varrer, bidimensionalmente, sobre a superfície da amostra, usando qualquer variação de intensidade desejada na mancha de difracção no padrão de difracção como sinal de imagem, pode-se obter na superfície da amostra uma imagem bidimensional (imagem de μ-RHEED de varrimento). Nesta altura, por observação da imagem de μ-RHEED de varrimento usando as diferentes manchas ds difracção A e C sobre o padrão de di— fracção, como é mostrado na fig. 8, mesmo se os planos de rede em paralelo á superfície da amostra estiverem alinhados em (100), os limites de grão do cristal rodando dentro do plano podem-se

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visualizar como distintos uns dos outros. Aqui, a mancha de difracção A é uma mancha de difracção sobre a linha (linha 1), onde se cruzam em ângulo recto, o plano no qual ocorre o padrão de difracção ε o plano sagital formado pelo feixe de electrões incidente, difracção plano de exemplo.

enquanto a mancha de difracção uma mancha de fora da linha 1. Como mostrado na fig. 9, quando o rede em paralelo com a superficie da amostra é, por (100), mas os grãos do cristal x e y rodam mutuamente dentro do plano, na imagem de íi-RHEED de varrimento usando a mancha de difracção A, os dois grãos x e y do cristal . / apresentam- como a região com forte intensidade. Por outro lado, na imagem de jí-RHEED de varrimento usando a mancha de difracção C, apenas o grão de cristal x se apresenta como a região com forte intensidade. Portanto, por observação da imagem de jí-RHEED de varrimento usando as manchas de difracção A e C como mostrado na fig. 8, pode-se discriminar na região observada, qual dos cristais é um policristai incluindo rotação interplanar ou um monocristal,

Em Extended Abstracts of the 21th Conference on Solid

State Devices and Materials ÍÍ9S9) p.217 ε em Japanese Journal of Applied Physics vol. 28, N2 11 (1989), L 2075, relativamente à pelicula fina de Cu, foi clarificado que, por exemplo, mesmo se o plano de rede em paralelo com o plano de superficie da amostra for Í1OO>, existe um grão de cristal incluindo rotação interplanar nos grãos de cristal ÍÍ003-.

Primeiro avaliou-se a pelicula de AI depositada selectivamente sobre a superfície exposta de Si à temperatura do substrato da tabela 1.

Quando a direcção dos cristais sobre a superfície do substrato de Si é o plano (111) por difracção de raios X, relativamente ao Al, apenas é observa'do o pico de difracção mostrando o Al (100), como se mostra na fig. 10. Seguidamente, avaliou-se a cristalinidade da pelicula de Al depositada selectivamente, usando um microscópio de u-RHEED de varrimento. Como mostrado na fig. lí, depois da região onde o Al foi depositado selectivamente, ser especificada pela imagem de varrimento de electSes

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secuntiários que mostra a forma da superficie (fig. 11A), usando a mancha de difracçâo 200 (correspondente à mancha de difracçâo A na fig. 8) e a mancha de difracçSo 620 (correspondente à mancha de difracçSo C na fig. 8) no padrão de difracçSo que ocorre quando o feixe de electrões incidia sobre o plano Al 100,a partir da direcção 1*0013 observou-se a imagem de μ—RHEED de varrimento (fig. 11B e fig. Í1C).

Como mostrado esquematicamente na fig. 1ÍB e na fig. ÍÍC, não há alteração da claridade e escuridão na película de Al selectivamente depositada, e o Al selectivamente depositado confirmou—se ser um monoeristal de Al (Í00).

Por outro lado, verificou—se que quando o plano exposto de Si não é linear, mas do tipo de orifício de passagem, independentemente do diâmetro do orifício de passagem, a película de Al depositada selectivamente era, similarmente, um monoeristal de Al (1005. As películas da gama ds temperaturas de substrato de 250°C a 330’C foram depositadas selectivamente de modo estável, e verificou-se que o Al obtido se tornava monocristalino.

Verificou—se, também, que as películas de Al depositadas selectivamente sobre o substrato Si (111) com c plano (lli) do Si estando a ângulos de separação de 1°, 2^C, 3°, 4’ e 5° do substrato Si, depositavam monocristais de Al (100) sob as condições de temperatura de substrato dentro da gama de 250’C a 330^eC, similarmente ás depositadas sobre o substrato de Si (111), como é descrito acima.

Quando a direcção cristalina da superfície do substrato de Si é o plano (100), relativamente ao Al, por difracçâo de raios—X só é observado o pico de difracçâo que mostra Al (111), tal como é mostrado na Fig. 12. A Fig. 13 mostra a imagem de varrimento de electrão secundário (Fig. Í3A) e a imagem de μ-RHEED de varrimento (Figs. 13B e 130 quando o Al é depositado selectivamente apenas sobre a superfície exposta do Si, num substrato tendo o plano Si (100) exposto numa linha, por formação de padrão do SiOj como uma linha. Para a imagem de μ—RHEED de varrimento são utili—

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CMOZTNZkh) sadas as manchas de difracção 333 (Fig. 13B3 e as manchas de difracção 531 (Fig. 130. Confirmou-se que a película de Al depositada selectivamente era um monocristal de Al (lil). Verificou—se que as películas depositadas a temperaturas de substrato de 250a 330^eC eram depositadas select ivamente de modo estável, e as películas de Al depositadas tornam-se monocristais.

Verificou-se, também, que as películas de Al depositadas selectivamente sobre o substrato Si (100), com o plano do Si C100) estando a ângulos de seperaçao de 1®, 2°, 3°, 4% 5⁵ da superfície do substrato, depositavam monocristais de Al Clíi), sob as condições ds temperatura dentro da gama de 250C a 330C similarmente às depositadas no substrato de Si ílll) como descrito acima.

Exemplo 36

Prepararam-se amostras possuindo películas de Al formadas de acordo com o mesmo processo do exemplo 21. Quando se avaliou a cristalinidade da película de Ai selectivamente depositada sobre a superfície exposta do Si por meio do método de difracção de raios X e do microscópio de μ-RHEED de varrimento esta verificou—se ser como se descreve abaixo.

Quando a direcção dos cristais do substrato de Si é o plano

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microscópio de íí-RHEED de varrimento e esta verificou-se ser um monocristal de Al C100) similarmente c mesmo que no exempla 20.

Verificou-se também que as películas de Al depositadas sobre o substrato de Si Cííi) com a superfície do substrato estando a ângulos de separação diferindo por 1°, 2°, 3% 4°, 5° do plano do Sí ílll), possuíam também monocristais de Al CiOO) estavelmente depositados sob as condições de temperatura, da primeira e da segunda temperaturas do substrato, variando de 250^aC a 330°C, similarmente ao caso da deposição sobre o substrato de Si ílll) como descrito acima.

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como descrita acima.

Quando a direcção dos cristais do substrato de Si é o plano <100), por diFracção de raios X, relativamente ao Al, apenas se observou o pico de diFracção mostrando Al Cíli), relativamente ao Al como é mostrado na Fig. 12. Também a película de Al selectivamente depositada se avaliou por meio do microscópio de μ-RHEED de varrimento e esta veriFicou-se ser um monocrístal de Al (100), similarmente o mesmo que no exemplo 20. Dentro da segunda gama de temperaturas do substrato na tabela 4, as depositadas numa gama entre 270^aC e 330°C veriFicou-se possuírem películas de Al depositadas que eram estávelmente monocristalinas.

VeriFicou-se também que as películas de Al depositadas sobre o substrato de Si <100) com a superFície do substrato estando a ângulos de separação diFerindo por I^a, 2^a, 3^a, 4^a, 5^a do plano do Si <100), possuíam monocristais de AI <111) depositados sob as condições de temperatura da segunda temperatura do substrato variando entre 270^aC e 330°C, similarmente ao caso em que se depositaram sobre o substrato de Si <111) como descrito acima.

Exemplo 37

Examinou-se a cristalinidade da película de Al depositada selectivamente pelo processo do exemplo 22. Similarmente ao caso do exemplo 20, a uma temperatura do substrato, do primeiro e segundo substratos na tabela 2, variando entre 250^aC e 330°C, depositou-se Al <100) monocristalino sobre o substrato de si <111), e Al <ilí) monocrístalino sobre o substrato de Si <100).

Exemplo 38

Examinou—se a cristalinidade da película de Al depositada selectivamente pelo processo do exemplo 23. Símilarmente ao caso do exemplo 1, a uma temperatura do substrato, do segundo substrato da tabela 2, variando entre 270^aC e 330^aC, depositou-se Al <100) monocristalino sobre o substrato de Si <111), s AI <111) monocristalino sobre o substrato de Si <100).

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Exemplo 59

Avaliou-se a cristalinidade da película de Al depositada selectivamente de acordo com o mesmo processo como mostrado no exemplo 24.

A partir da observação ao microscópio de íí-RHEED de varrimento de acordo com o mesmo processo de observação descrito no exemplo 35, quando o material do primeiro substrato é Si ílll), em qualquer dos casos em que o material do segundo substrato é T—Si0-₂, Si0₂, BSG, PSG, BPSG, P—SiN, T—SiN, LP—SiN ou ECR—SiN, o Al selectivamente depositado sobre o Si verificou-se ser Al (100). Quando o material do primeiro substrato é Si (100), em qualquer dos casos em que o material do substrato é T-Si0₂, Si0₂, BSG, PSG, BPSG, P-S i hl, T-SiN, LP-SiN ou ECR-SiN, a película de Al selectivamente depositada verificou-se ser Al ílll).

Quando c primeiro material é TiN, em qualquer dos casos em que o material do segunde substrato é T-Si0₂, Si0₂» BSG, PSG, BPSG, P—SiN, T—SiN, LP—SiN ou ECR-SiN, a película de Al selectivamente depositada verificou-se estar orientada em Al ílll) a partir da difraeção de raios X, e a partir do padrão de difraeção do feixe de electrões reflectidos de alta velocidade da arte anterior por meio de um feixe de electrões de uma voltagem de aceleração de BO kV ou 100 kV, observaram-se fortemente manchas de difraeção relacionadas com o Al ílll).

Exemplo 40

Como um exemplo para a formação de eléctrodos fonte-dreno de transístor do tipo porta isolada, realizou—se a formação do eléctrodo dentro do orifício de contacto sobre a fonte-dreno, por meio do processo de produção da película de acordo com o presente invento. Isto é descrito por referência à fig. 14.

Primeiro, sobre uma bolacha de silício tipo p 501, por meio do processo de oxidação selectiva convencional, etc. formaram-se uma película oxidada de campo denso e uma película fina oxidada termicamente 502 sobre a bolacha 501 ífig. 14A).

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Seguidamente, com a utilização de gás de SiHq como gás de partida, formou—se uma camada de silício policristaiino pelo processo CVD térmico, formou-se um eléctrodo porta de silício policristaiino 504, ε também com a palicu ÍS Ώ xidada de campo denso e/o eléctrodo porta 504 como máscara, realizou-ss injecção iónica de fósforo auto—adaptável para formar uma região com impurezas difundidas 505 de 1 x 10^iS cm^-3 (fig. Í4B).

Seguidamente, formou-se uma película de silício oxidada 50S por meio do processo CVD térmico (fig. 140.

Por meio do processo litográfico, formou-se um orificio de contacto 509 com um tamanho de 0,5 y x 0,5 y (fig. 14D).

Por transferência do substrato assim obtido para o dispositivo mostrado na fig. 1, formou-se a película de Al.

Nesta altura, a temperatura do substrato levou-se a 270°C, e empregou—se DMAH como gás de partida, H₂ como gás transportador para realizar a formação da película de Al.

Após se completar a formação da película de Al, retirou-se o transístor do dispositivo ds formação da película e observou-se. Como resultado, verificou-se que a película de Al 510 se depositou apenas sobre o Si 505 no qual se difundiu fósforo »no orifício de contacto 509, s não ss depositou sobre a película oxidada SOS (fig. Í4E). A superfície da película de Al 5Í0 era ainda muito piana. Quando as características do transístor obtido foram examinadas, ele mostrou características extremamente boas.

Separadamente, de acordo com os mesmos passos, utilizou-se o substrato do tipo N e mudou-se a impureza de fósforo para boro para preparar MoS canal P.

Exemplo comparativo

Formou-se uma película de Al sobre um silício monocristalino sob as seguintes condições.

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79Passando Ar em vez de Hg, o Al depositou—se por pirólise do DMAH. A pressão total nesta altura foi 1,5 Torr (200 Pa), a pressão parcial do DMAH 1,5 x ÍO^-4 Torr, (2 x 10~² Pa) e a temperatura do substrato de 270—350“C.

Quando a película de Al assim formada se avaliou, verificou-se conter cerca de 27 de carbono, no mínimo.

A resistividade tornou—se superior por 2 vezes ou mais, à do caso em que se empregou hidrogénio.

Quanto à reflectância, esta diminuiu para cerca de 1/3 a 1/9 relativamente ao caso em que se empregou hidrogénio.

Similarmente, o tempo de vida do circuito foi encurtado em 1 a 2 ordens de grandeza', a probabilidade de produção de sinuosidades tornou-se superior em 2 ordens de grandez c5- - OLÁ *Ω3.ί*5·| Q verificou-se a produção de um grande número de espigões.

Quanto à velocidade de deposição, esta diminuiu para í/2 a

1/4.

Como acima descrito, o Al depositado apenas por decomposição do DMAH sem utilização de Hg é inferior em qualidade da película, e foi insatisfatória como película de Al para um dispositivo semicondutor.

Separadamente, sem utilização de Hg, decompôs-se o DMAH pelo processo CVD óptico para depositar Al. Como resultado, observaram-se alguns melhoramentos, tal como a ausência de contaminação de carbono, e similares, por comparação da película de Al preparada com a preparada no caso em que não se empregou luz, mas outras características não foram tão melhoradas, e a película de Al foi ainda insatisfatória como película de Al para um dispositivo semicondutor.

Como acima descrito, para o mecanismo da deposição de Al de acordo com o presente invento pode ser presentemente formulada a hipótese como se segue.

Quando o DMAH atinge o substrato doador de electrões, norasa-

-80damente o substrato possuindo electrões sob o estada sobre o qual os átomos de hidrogénio estão ligados (Fig. ISA) com os grupos metilo dirigidos para o lado do substrato, um electrão do substrato corta uma ligação de Al e de um grupo metilo (Figs. 15B e 150 .

esquema reaccional nesta altura é como se segue:

(CHs) eAlH + 2H + 2e“-» 2CH₄ f + ftl-H

Prosseguirão, ainda, reaccôes similares para os átomos de hidrogénio restantes sobre c Al depositado possuindo electrões livres (Fig. 15D). Aqui, quando os átomos de hidrogénio são deFicientes, as moléculas de hidrogénio constituintes do gás de reacção decompõe-se sobre o substrato para Fornecer átomos de hidrogénio. Por outro lado, uma vez que não há electrões sobre a superFicie não doadora de electrões, a reacção acima mencionada não prosseguirá e o Al não se deposita.

As Figs. ISA - 15D são ilustrações para um melhor entendimento do mecanismo reaccional, e os números de H, e~e Al mostrados nas Figs. Í5A - Í5D não são necessariamente coincidentes.

Nc caso ds uma película de Al-Si, os átomos de Si incorporam-se no Al durante o processo da reacção como acima descrito.

Como descrito acima, de acordo com o presente invento, pSde-se depositar uma pelicula de Al ou Al—Si de baixa resistivi— dade, densa e lisa, sobre um substrato, com velocidade elevada.

Também se pôde realizar uma deposição selectiva excelente.

(SEGUE TABELA í)

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teapo sêdio de vida da rede ê o tespo até à quebra do condutor eléctrico quando se passa corrente coa uaa densidade de 1 s 1C^,S S/ca^z através de uaa área de secção transversal de í pa^z a 25Ô’C.

fi razão de produção de espigões é a probabilidade de destruição na porção de junção de ô, 15 pa de profundidade.

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* no casa sa que se realizou a priaeira deposição à teaperatura do substrato

609

CFO 7066 PT (MQz^zTN/kh)

Tabela

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REIVINDICASSES

Claims

1 - Processe ds produção de uma película depositada, caracterizado por compreender os passos de:

(a) proporcionar um substrato possuindo uma superficie doadora de electrões num espaço destinado à formação da película depositada:

(b) introdução de um gás de um hidreto de alquilalumínio e de hidrogénio gasoso no referido espaço destinado á formação da película depositada; e íc) manutenção da temperatura da referida superfície doadora de electrões na gama desde a temperatura de decomposição do referido hidreto de alquilalumínio até 450C, para formar uma película de alumínio, sobre a referida superfície doadora de electrões, variando simultaneamente a velocidade de deposição do alumínio.

2 - Processo de acordo com a reivindicação í. caracter i zado por o referido hidreto de alquilalumínio ssr hidreto de dimetilalumínio. 3 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracter i zado por o referido hidreto de alquilalumínio ser hidreto de monometilalumínio. 4 — Processo de acordo com a reivindicação i A W caracter i zado

por a velocidade de deposição do alumínio ser variada regulando a temperatura da superfície doadora de electrões para um valor baixo no passo inicial e, em seguida, variando a temperatura para uma temperatura mais elevada.

5 - Processo de acordo ccm a reivindicação 1, caracterizado por a velocidade de deposição do alumínio ser variada variando a pressão parcial do hidreto de alquilalumínio.

6 - Processo ds produção caracterizado por compreender os pa de uma película depositada.

71 609

CFO 7066 PT

ÍMQ/TN/kh)

Ca) proporcionar um substrato possuindo uma superfície doadora de electrões num espaço destinado à formação da película depositada;

íb) introdução de um gás de um hidreto de alquilaluminio, de um gás contendo silício e de hidrogénio gasoso no referido espaço destinado è. formação tía película depositada; e

Cc) manutenção da temperatura da referida superfície doadora de electrões na gama desde a temperatura de decomposição do referido hidreto de alquilaluminio até 450®C, para formar uma película de alumínio—silício, sobre a referida superfície doadora de electrões, variando simultaneamente a velocidade de deposição do alumínio.

7 - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o referido hidreto de alquilaluminio ser hidreto de dimetilaluminio.

S - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o referido hidreto ds alquilalumínio ser hidreto de monometilaluminio.

9 - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a velocidade de deposição do alumínio ser variada regulando a temperatura da superfície doadora de electrões para um valor baixo no passo inicial e, em seguida, variando a temperatura para uma temperatura mais elevada.

10 — Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a velocidade de deposição do alumínio ser variada variando a pressão parcial do hidreto de alquilaluminio.

11 - Processo de produção de uma película depositada, caracterizado por compreender os passos des ía) proporcionar um substrato possuindo uma superfície doadora de electrões ÍA) e uma superfície não doadora de electrões íB) num espaço destinado à formação da pelicu—

71 609 CFO 7066 PT CMO/TN/kh)

-89la depositada;

íb) introdução de um gás de um hidreto de alquilalumínio e de hidrogénio gasoso no referido espaço destinado à formação da película depositada; e

Cc) manutenção da temperatura da referida superficie doadora de electrões CA) na gama desde a temperatura de decomposição do referido hidreto de alquilalumínio até 450'C. para formar uma pelicula de alumínio, selectivamente, sobre a referida superficie doadora de electrões CA), variando simultaneamente a velocidade de deposição do alumínio.

12 — Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o referido hidreto de alquilalumínio ser hidreto de tiimetilalumínio.

13 — Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o referido hidreto de alquilalumínio ser hidreto de monometilalumínio.

14 - Processo de acordo com a reivindicação il, caracterizado por a velocidade de deposição da alumínio ser variada regulando a temperatura da superfície doadora de electrSes CA) para um valor baixo no passo inicial e, em seguida, variando a temperatura para uma temperatura mais elevada.

15 - Processo ds acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a velocidade de deposição do alumínio ser variada variando a pressão parcial do hidreto de alquilalumínio.

16 - Processo ds produção de uma película depositada, caracterizado por compreender os passos ds:

Ca) proporcionar um substrato possuindo uma superficie doadora ds electrSes CA) e uma superfície não doadora de electrSes CB) num espaço destinado à formação da pelicula depositada;

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CFO 7066 FT

ÍMO/TN/kh)

90— ífa) introdução ds um gãs ds um hidreto ds alquilalumínio;, de um gás contendo silício e de hidrogénio gasoso no referido espaço destinado è formação da película depositada; ε

Cc) manutenção da temperatura da referida superficie doadora de electrões ÍA) na gama desde a temperatura de decomposição dc referido hidreto de alquilalumínio até 450^aC, para formar uma película de alumínio-silício, selectivamente, sobre a referida superfície doadora de electrões íA), variando simultaneamente a velocidade tis deposição do alumínio»

17 - Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o referido hidrato de alquilalumínio ser hidreto de dimetilalumínio.

18 — Processo do por o referido nometilalumínio.

de acordo hidreto ds cm a reivindicação 16, caracterizaalquilalumínio ser hidreto de mo—

19 — Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por a velocidade de deposição do alumínio ser variada regulando a temperatura da superfície doadora de electrões CA) para um valor baixo no passo inicial e, em seguida, variando a temperatura para uma temperatura mais elevada.

20 - Processo de acordo com a reivindicação do por a velocidade de deposição do alumínio ser a pressão parcial do hidreto de alquilalumínio.

16, caracterizavariada variando

21 — Processe de produção ds um dispositivo semicondutor caracterizado por compreender:

dispôr, num espaço destinado à formação de uma película depositada, um substrato semicondutor possuindo uma película isoladora com uma abertura proporcionada sobre a sua superficie principal;

introdução de um gás de um hidreto de alquilalumínio e de

71 609

CFO 7066 PT (MO/TN/kh) hidrogénio gasoso no referido espaço;

manutenção de temperatura do referido substrato semicondutor numa gama desde a temperatura de decomposição do referido hidreto de alquilalumínio até 450*C; e deposição de um metal composto principalmente de alumínio, selectivamente, na referida abertura, variando simultaneamente a velocidade de deposição.

22 - Processo de produção de um dispositivo semicondutor caracterizado por compreender:

dispôr, num espaço destinado à formação de uma película depositada, um substrato semicondutor possuindo uma película isoladora com uma abertura proporcionada sobre a sua superfície principal;

introdução de um gás de um hidreto de alquilalumínio, de um gás contendo silício e de hidrogénio gasoso no referido espaço;

manutenção de temperatura do referido substrato semicondutor numa gama desde a temperatura de decomposição do referido hidreto de alquilalumínio até 450°C; ε deposição de um metal composto principalmente de alumínio, e contendo silício, selectivamente, na referida abertura, variando simultaneamente a velocidade de deposição.