Направленная кристаллизация силицидных пленок на кремниевой подложке

Рассмотрена кристаллизация силицидной фазы кобальта на поверхности монокристаллического кремния и возможность создания самоформирующихся субмикронных и наноразмерных элементов кремниевых интегральных схем....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2007
1. Verfasser: Белоусов, И.В.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2007
Schriftenreihe:Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Schlagworte:
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52879
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Направленная кристаллизация силицидных пленок на кремниевой подложке / И.В. Белоусов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 5. — С. 54-57. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-52879
record_format dspace
spelling irk-123456789-528792014-01-09T03:08:26Z Направленная кристаллизация силицидных пленок на кремниевой подложке Белоусов, И.В. Технологические процессы и оборудование Рассмотрена кристаллизация силицидной фазы кобальта на поверхности монокристаллического кремния и возможность создания самоформирующихся субмикронных и наноразмерных элементов кремниевых интегральных схем. 2007 Article Направленная кристаллизация силицидных пленок на кремниевой подложке / И.В. Белоусов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 5. — С. 54-57. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52879 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Технологические процессы и оборудование
Технологические процессы и оборудование
spellingShingle Технологические процессы и оборудование
Технологические процессы и оборудование
Белоусов, И.В.
Направленная кристаллизация силицидных пленок на кремниевой подложке
Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description Рассмотрена кристаллизация силицидной фазы кобальта на поверхности монокристаллического кремния и возможность создания самоформирующихся субмикронных и наноразмерных элементов кремниевых интегральных схем.
format Article
author Белоусов, И.В.
author_facet Белоусов, И.В.
author_sort Белоусов, И.В.
title Направленная кристаллизация силицидных пленок на кремниевой подложке
title_short Направленная кристаллизация силицидных пленок на кремниевой подложке
title_full Направленная кристаллизация силицидных пленок на кремниевой подложке
title_fullStr Направленная кристаллизация силицидных пленок на кремниевой подложке
title_full_unstemmed Направленная кристаллизация силицидных пленок на кремниевой подложке
title_sort направленная кристаллизация силицидных пленок на кремниевой подложке
publisher Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
publishDate 2007
topic_facet Технологические процессы и оборудование
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52879
citation_txt Направленная кристаллизация силицидных пленок на кремниевой подложке / И.В. Белоусов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 5. — С. 54-57. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
series Технология и конструирование в электронной аппаратуре
work_keys_str_mv AT belousoviv napravlennaâkristallizaciâsilicidnyhplenoknakremnievojpodložke
first_indexed 2025-07-05T04:22:57Z
last_indexed 2025-07-05T04:22:57Z
_version_ 1836779441636769792
fulltext Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 5 54 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ 12.06 2007 ã. Îïïîíåíò ä. õ. í. Â. Í. ÒÎÌÀØÈÊ (ÈÔÏ èì. Â. Å. Ëàøêàð¸âà, ã. Êèåâ) Ê. ò. í. È. Â. ÁÅËÎÓÑΠÓêðàèíà, Êèåâñêèé íàö. óíèâåðñèòåò èì. Òàðàñà Øåâ÷åíêî E-mail: belousov@scat.kiev.ua Ðàññìîòðåíà êðèñòàëëèçàöèÿ ñèëèöèäíîé ôàçû êîáàëüòà íà ïîâåðõíîñòè ìîíîêðè- ñòàëëè÷åñêîãî êðåìíèÿ è âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ ñàìîôîðìèðóþùèõñÿ ñóáìèê- ðîííûõ è íàíîðàçìåðíûõ ýëåìåíòîâ êðåì- íèåâûõ èíòåãðàëüíûõ ñõåì. Ñîçäàíèå íîâûõ ýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ íàíîìåò- ðîâûõ ðàçìåðîâ òðåáóåò è ïðèíöèïèàëüíî íîâîãî ïîäõîäà ê ïðîöåññàì èõ ôîðìèðîâàíèÿ.  ýòîé ñâÿ- çè ðàçðàáîòêà òåõíîëîãè÷åñêèõ ìåòîäîâ ñîçäàíèÿ ñà- ìîôîðìèðóþùèõñÿ ñòðóêòóð êàê àëüòåðíàòèâû òðà- äèöèîííûì ëèòîãðàôè÷åñêèì ìåòîäàì èçãîòîâëåíèÿ ýëåêòðîííûõ êîìïîíåíòîâ èìååò áîëüøîå ïðàêòè÷å- ñêîå è ôóíäàìåíòàëüíîå çíà÷åíèå. Çíà÷èòåëüíîå ÷èñëî ðàáîò äåìîíñòðèðóåò âîç- ìîæíîñòü ñóùåñòâîâàíèÿ ñàìîóïîðÿäî÷èâàþùèõñÿ ñòðóêòóð è ïåðèîäè÷åñêèõ ñîñòîÿíèé â ìíîãîôàçíûõ ñèñòåìàõ [1�3]. Ïðè ýòîì îñíîâíîé çàäà÷åé ôèçè- ÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ÿâëÿåòñÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîå èçó÷åíèå äàííûõ ÿâëåíèé è ðàçðàáîòêà ìîäåëåé, àäåêâàòíî îïèñûâàþùèõ ïîÿâëåíèå ñòðóêòóðíîñòè â ñëó÷àéíîé ñðåäå ïðè ÿâëåíèÿõ ïåðåíîñà, ò. å. ôîð- ìèðîâàíèå ìàêðîñêîïè÷åñêèõ ðàçâèâàþùèõñÿ â ïðî- ñòðàíñòâå è âî âðåìåíè ñàìîóïîðÿäî÷èâàþùèõñÿ ñòðóêòóð. Îñíîâíàÿ èäåÿ, îáúÿñíÿþùàÿ èõ âîçíèê- íîâåíèå, çàêëþ÷àåòñÿ âî ôðàçèðóþùåì âîçäåéñòâèè ñëó÷àéíîé ñðåäû íà ïåðåíîñèìóþ â íåé õàðàêòåðèñ- òèêó. Íåñìîòðÿ íà áîëüøèå óñèëèÿ â ýòîì íàïðàâëå- íèè, äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè åùå îñòàåòñÿ ðÿä íåðå- øåííûõ ïðîáëåì, â ÷àñòíîñòè, ãåîìåòðè÷åñêîé ñòðóêòóðû ïðîñòðàíñòâåííîãî ðàñïðåäåëåíèÿ äàííîé âåëè÷èíû, à òàêæå åå ýâîëþöèè âî âðåìåíè. Îäíèì èç íàïðàâëåíèé ôîðìèðîâàíèÿ ñàìîîð- ãàíèçîâàííûõ ñòðóêòóð ÿâëÿåòñÿ èññëåäîâà- íèå ïðîöåññîâ âîçíèêíîâåíèÿ íåðàâíîâåñíûõ ñòà- öèîíàðíûõ îáúåêòîâ ìàëûõ ðàçìåðîâ â õîäå ïîâåðõ- íîñòíûõ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé [3�5]. Ïðåäñòàâèì ñåáå òàêóþ ðåàêöèþ, ïðîäóêòû êî- òîðîé çàòåì äèôôóíäèðóþò ïî ïîâåðõíîñòè. ßñíî, ÷òî õàðàêòåðíûå ðàçìåðû ïîëó÷àþùèõñÿ ïðè ýòîì îáðàçîâàíèé îïðåäåëÿþòñÿ ñîîòâåòñòâóþùåé äèôôó- çèîííîé äëèíîé, êîòîðàÿ îáû÷íî èìååò ïîðÿäîê ìèêðîíà è áîëåå. Èìåííî òàêèå îáúåêòû è âîçíèêà- þò â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ. Îäíàêî èçâåñòíû è äðó- ãèå ïðèìåðû, êîãäà â àäñîðáèðîâàííûõ ìîíîñëîÿõ íàáëþäàþòñÿ ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííûå íàíî- ÍÀÏÐÀÂËÅÍÍÀß ÊÐÈÑÒÀËËÈÇÀÖÈß ÑÈËÈÖÈÄÍÛÕ ÏËÅÍOÊ ÍÀ ÊÐÅÌÍÈÅÂÎÉ ÏÎÄËÎÆÊÅ ðàçìåðíûå îáðàçîâàíèÿ [3]. Ïðèðîäà ëîêàëèçîâàííûõ ñòðóêòóð ñòîëü ìàëûõ ðàçìåðîâ ìîæåò áûòü ñâÿçàíà ñ ïðèòÿæåíèåì ìåæäó àäñîðáèðîâàííûìè ÷àñòèöàìè.  ðàáîòå [4] òåîðåòè÷åñêè ðàññìîòðåíà ìîäåëü, ñîãëàñíî êîòîðîé ñàìîîðãàíèçóþùèåñÿ ñóáìèêðîí- íûå îáúåêòû ìîãóò ñïîíòàííî ðàçâèâàòüñÿ è áåç âçà- èìíîãî ïðèòÿæåíèÿ � êàê ðåçóëüòàò âçàèìîäåéñòâèÿ òðåõ ôàêòîðîâ: èíäóöèðîâàííûõ àäñîðáàòîì ñòðóê- òóðíûõ èçìåíåíèé ïîâåðõíîñòè, ïðîöåññîâ äèôôó- çèè è ïðîèñõîäÿùåé íà ïîâåðõíîñòè ðåàêöèè (íàïðè- ìåð, íà ïîâåðõíîñòè ïëàòèíû ïðè îêèñëåíèè CO èëè ðåàêöèè NO+CO). Èíäóöèðîâàííàÿ àäñîðáàòîì ñòðóê- òóðíàÿ ïåðåñòðîéêà îçíà÷àåò âûèãðûø â ýíåðãèè ñèñ- òåìû, ÷òî ñïîñîáñòâóåò ñêîïëåíèþ äèôôóíäèðóþ- ùèõ ïî ïîâåðõíîñòè ïðèìåñíûõ ìîëåêóë è âîçíèê- íîâåíèþ ìàëîðàçìåðíûõ îáðàçîâàíèé. Îäíîâðåìåí- íî ïðîèñõîäèò è ðåàêöèÿ óäàëåíèÿ àäñîðáàòà, ïðè- ÷åì íàèáîëåå èíòåíñèâíî � âíóòðè îáðàçîâàíèé ñ âûñîêîé êîíöåíòðàöèåé àäñîðáèðîâàííûõ ìîëåêóë. Äèôôóçèîííûé ïîòîê ÷àñòèö ïðîïîðöèîíàëåí ïåðè- ìåòðó îñòðîâêà, à ñêîðîñòü èõ óõîäà � åãî ïëîùà- äè.  ðåçóëüòàòå êîíêóðåíöèè ìåæäó äâóìÿ ïðîöåñ- ñàìè âîçíèêàåò ñòàöèîíàðíàÿ ëîêàëèçîâàííàÿ ñòðóê- òóðà (ìàëåíüêèå îáðàçîâàíèÿ ðàñòóò èç-çà ïðèõîäà íîâûõ ìîëåêóë, íî íà÷èíàþò óìåíüøàòüñÿ, êîãäà ðàçìåðû ñòàíîâÿòñÿ áîëüøèìè). ×èñëåííûå ðàñ÷å- òû è êà÷åñòâåííûå ñîîáðàæåíèÿ ïîêàçûâàþò, ÷òî ðàçìåðû ñòàáèëüíûõ ëîêàëèçîâàííûõ ñòðóêòóð êîí- òðîëèðóþòñÿ ñêîðîñòÿìè àäñîðáöèè-äåñîðáöèè è õàðàêòåðèçóþòñÿ ñóáìèêðîííûìè è íàíîìåòðîâûìè ðàçìåðàìè. Âîçìîæåí èíîé ïîäõîä ê ýòîé æå ïðîáëåìå, îñ- íîâàííûé íà òîì, ÷òî ïîâåðõíîñòíûå èçìåíåíèÿ ìîãóò áûòü îáóñëîâëåíû âûäåëåíèåì òåïëà â õîäå õèìè÷åñêîé ðåàêöèè [5�7]. Ïðåæäå âñåãî ýòî âåäåò ê îáðàçîâàíèþ äåôåêòà â íàíîñèìîé ïëåíêå, íî ìî- æåò òàêæå ñëóæèòü èñòî÷íèêîì ïîÿâëåíèÿ íåêîòî- ðûõ âïîëíå óïîðÿäî÷åííûõ îñòðîâêîâ ïðèìåñíîé ôàçû. Ïîñêîëüêó ðå÷ü èäåò î òåïëîâûõ ïðîöåññàõ, òî òàêèå îáðàçîâàíèÿ ñêîðåå âñåãî õàðàêòåðèçóþòñÿ ðàçìåðàìè ñóáìèêðîííîãî ïîðÿäêà. Îäíàêî äîñòî- èíñòâî òàêîãî ïîäõîäà â òîì, ÷òî ïðîöåññîì ñàìîîð- ãàíèçîâàííîé êðèñòàëëèçàöèè ìîæíî óïðàâëÿòü, íàïðèìåð, âíåøíèì òåïëîâûì ïîëåì. Ïðèìåðîì ïîäîáíûõ ÿâëåíèé ìîæåò ñëóæèòü âîç- íèêíîâåíèå íåîäíîðîäíûõ è â òî æå âðåìÿ óïîðÿäî- ÷åííûõ ñòðóêòóð ïðè êðèñòàëëèçàöèè ñëîÿ ÑîSi2 íà Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 5 55 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ ïîâåðõíîñòè êðåìíèåâîé ïîäëîæêè [7, 8]. Ïëåíêè ÑîSi2 øèðîêî ïðèìåíÿþòñÿ â ïîëóïðîâîäíèêîâîé òåõíîëîãèè. Îäíàêî ïðèíöèïèàëüíîé ïðîáëåìîé îñòàåòñÿ íåîäíîðîäíîñòü òîíêèõ ñëîåâ äèñèëèöèäà êîáàëüòà ïðè èõ ôîðìèðîâàíèè. Áûëî îáíàðóæåíî, ÷òî îáðàçîâàíèå ñèëèöèäíîãî ñëîÿ ïðîèñõîäèò íåîä- íîðîäíî ïî ïîâåðõíîñòè êðåìíèÿ, ïðåèìóùåñòâåí- íî íà ñòðóêòóðíûõ äåôåêòàõ ïîâåðõíîñòè êðåìíèÿ [8].  ïðîöåññå ýêçîòåðìè÷åñêîé ðåàêöèè â ìåñòàõ çàðîæäåíèÿ ñèëèöèäíîé ôàçû ïðîèñõîäèò ëîêàëüíîå ðàñõîäîâàíèå êðåìíèÿ è âûäåëåíèå òåïëà. Èññëåäî- âàíèå ìîðôîëîãèè ñèëèöèäíûõ ñëîåâ ïîêàçàëî, ÷òî ïîñëå ôîðìèðîâàíèÿ çàðîäûøåé ñèëèöèäíîé ôàçû ñëåäóåò ñòàäèÿ èõ ëàòåðàëüíîãî ðàçðàñòàíèÿ è ïî- ñëåäóþùåé êîàëåñöåíöèè. Ïðîÿâëÿþùèåñÿ â ðåçóëü- òàòå ëîêàëüíîãî âûäåëåíèÿ òåïëà ïðîöåññû ëàòåðàëü- íîé êðèñòàëëèçàöèè ñèëèöèäíîé ôàçû ìîãóò áûòü îñíîâîé äëÿ íîâîãî ñïîñîáà öåëåíàïðàâëåííîãî ñî- çäàíèÿ óïîðÿäî÷åííûõ îáðàçîâàíèé íà ïîâåðõíîñ- òè êðåìíèÿ. Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé ïî- êàçûâàþò, ÷òî ïðîöåññû ëàòåðàëüíîé êðèñòàëëèçà- öèè íàèáîëåå ÷åòêî ïðîÿâëÿþòñÿ ïðè âçàèìîäåé- ñòâèè ïëåíêè Ñî ñ ïîâåðõíîñòüþ Si íà ó÷àñòêå, îêðó- æåííîì íåâçàèìîäåéñòâóþùèì ñ êîáàëüòîì ñëîåì äèîêñèäà êðåìíèÿ SiÎ2.  ýòîì ñëó÷àå íàáëþäàåòñÿ ïåðåíîñ ìàòåðèàëà ÷åðåç ñòóïåíüêó SiÎ2 è áîêîâîé ðîñò êðèñòàëëèòîâ CoSi2 íà ïîâåðõíîñòè îêðóæàþ- ùåãî îêñèäíîãî ñëîÿ (ðèñ. 1). Ðàçìåðû ëàòåðàëüíî âûðîñøèõ êðèñòàëëèòîâ çàâèñÿò îò òîëùèíû èñõîä- íîé ïëåíêè Ñî è äîñòèãàþò 5�7 ìêì îò êðàÿ ñòó- ïåíüêè SiO2 ïðè âûñîòå ñòóïåíüêè è òîëùèíå ñè- ëèöèäíîãî ñëîÿ CoSi2 ïðèáëèçèòåëüíî 100 íì (ðèñ. 2). Èñõîäÿ èç ìîäåëè âûäåëåíèÿ äîïîëíèòåëü- íîé òåïëîòû ðåàêöèè ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ïðè óìåíüøåíèè òîëùèíû ïëåíêè Ñî (ò. å. óìåíüøåíèè êîëè÷åñòâà ðåàãèðóþùåãî âåùåñòâà íà ïîâåðõíîñòè ïîäëîæêè) óìåíüøàåòñÿ êîëè÷åñòâî âûäåëåííîé òåï- ëîòû è, ñîîòâåòñòâåííî, ñíèæàåòñÿ ñóììàðíàÿ òåì- ïåðàòóðà â çîíå ðåàêöèè. Ïðè ýòîì íå âîññîçäàþòñÿ óñëîâèÿ äëÿ ìèêðîëîêàëüíîãî ðàñïëàâëåíèÿ ó÷àñò- êîâ ðåàêöèîííîãî ïëàñòà è æèäêîôàçíîé àãëîìåðà- öèè êðèñòàëëèòîâ. Äëÿ ðåàêöèîííîãî ôîðìèðîâàíèÿ êðèñòàëëèòîâ ðàñõîäóåòñÿ êðåìíèé âáëèçè êðàÿ ñòóïåíüêè, â ðå- çóëüòàòå ÷åãî è ôîðìèðóåòñÿ óãëóáëåíèå, àíàëîãè÷- íîå óãëóáëåíèþ â öåíòðå îòäåëüíîãî ñèëèöèäíîãî çàðîäûøà. Òàêîé ïåðåíîñ êðåìíèÿ ïîäòâåðæäàåò ïðåäïîëîæåíèå î òîì, ÷òî êðåìíèé íåîäíîðîäíî ïîñòóïàåò â ðåàêöèîííûé ñëîé ïðåèìóùåñòâåííî èç äåôåêòîâ èëè ó÷àñòêîâ ñ ìåõàíè÷åñêîé äåôîðìàöè- åé (íà êðàþ ñòóïåíüêè ðàçíîðîäíûõ ìàòåðèàëîâ). Èçìåíåíèå íàïðàâëåíèÿ ðîñòà êðèñòàëëèòîâ â îá- ëàñòè ñòóïåíüêè (âåðòèêàëüíûé âìåñòî ãîðèçîíòàëü- íîãî) îáóñëîâëåíî, âèäèìî, îñîáåííîñòüþ ðàñïðå- äåëåíèÿ òåïëîâîãî ïîëÿ â ýòîé îáëàñòè ïðè êðèñòàë- ëèçàöèè. Åñëè ïðåäïîëîæèòü, ÷òî â ìîìåíò ðåàê- öèîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ôîðìèðóåòñÿ æèäêàÿ ôàçà, òî íà ãðàíèöå ïåðåõîäà çàòâåðäåâàíèå ïðîèñõîäèò â ïîñëåäíèé ìîìåíò, è, ñëåäîâàòåëüíî, çà ñ÷åò ðàç- íîé ïëîòíîñòè æèäêîãî ðàñïëàâà è òâåðäîé ñèëè- öèäíîé ôàçû ôîðìèðóåòñÿ áóãîðîê ñèëèöèäíûõ êðèñòàëëèòîâ. Ñ èñïîëüçîâàíèåì ÿâëåíèÿ íàïðàâëåííîãî ðî- ñòà êðèñòàëëèòîâ áûë ðàçðàáîòàí ìåòîä ïî- ëó÷åíèÿ ñàìîôîðìèðóþùèõñÿ ñóáìèêðîííûõ ìîñ- òèêîâûõ ñòðóêòóð áåç èñïîëüçîâàíèÿ êàêèõ-ëèáî îïå- ðàöèé òðàâëåíèÿ. Íà ðèñ. 3 ïðåäñòàâëåíû ñõåìà è èçîáðàæåíèå òàêîãî ìîñòèêà, ïîëó÷åííîå ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîííîé ñêàíèðóþùåé ìèêðîñêîïèè. Ïðîöåññ ñàìîôîðìèðîâàíèÿ ìîñòèêîâîé ñòðóêòóðû ìîæåò áûòü îáúÿñíåí íà îñíîâå ìîäåëè ëîêàëüíîãî âûäå- ëåíèÿ òåïëà ðåàêöèè ñèëèöèäîîáðàçîâàíèÿ â äâóõ îêíàõ è ñóììèðîâàíèÿ åãî íà ó÷àñòêå ìèíèìàëüíîãî ðàññòîÿíèÿ ìåæäó íèìè. Òî åñòü óïðàâëÿòü ðàçìåðà- ìè ìîñòèêà ìîæíî èçìåíÿÿ âçàèìíîå ðàñïîëîæåíèå îêîí â ñëîå SiO2, ãäå ïðîèñõîäèò ðåàêöèÿ ñèëèöèäî- îáðàçîâàíèÿ, à òàêæå òîëùèíîé èñõîäíîé ïëåíêè êî- áàëüòà. Ðèñ. 1. Êðèñòàëëèçàöèÿ ñèëèöèäíîé ôàçû CoSi2 íà ãðàíèöå ðàçäåëà ïîâåðõíîñòè êðåìíèÿ è îêñèäíîãî ñëîÿ SiÎ2 CoSi2 spillovers Si-substrate SiO2 3,5 µm CoSi2 SiO2 Ðèñ. 2. Ëàòåðàëüíûé ðîñò êðèñòàëëèòîâ CoSi2 íà ïîâåðõíîñòè ñëîÿ äèîêñèäà êðåìíèÿ: dSiO2 =80 íì; dCoSi2 ≈100 íì; dCo=30 íì; LS=7,0 ìêì 5 µm CoSi2 CoSi2 5 µm CoSi2 CoSi2 Si-substrate SiO2 L′S L′′S Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 5 56 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ Äëÿ ïðîâåðêè ïðåäïîëîæåíèé î âëèÿíèè òåïëî- âîãî ïîëÿ íà îðèåíòàöèþ ëàòåðàëüíîãî ðîñòà ñèëè- öèäíîé ôàçû áûë ïðîâåäåí ìîäåëüíûé ýêñïåðèìåíò, â êîòîðîì ïðè ïîìîùè óçêîãî è ïðîòÿæåííîãî ýëåê- òðîííîãî ïó÷êà êðàòêîâðåìåííî (5�10 ñ) ôîðìèðî- âàëàñü ëîêàëüíàÿ çîíà ðàñïëàâà íà ïîâåðõíîñòè Co� Si-ñòðóêòóðû.  ðåçóëüòàòå ýòîãî íàáëþäàëñÿ ëàòå- ðàëüíûé íàïðàâëåííûé ðîñò êðèñòàëëèòîâ CoSi2, îðèåíòèðîâàííûé ïåðïåíäèêóëÿðíî ýëåêòðîííîìó ëó÷ó (ðèñ. 4). Ïðè âçàèìîäåéñòâèè ïëåíêè êîáàëüòà ñ ïîâåðõíîñòüþ ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî êðåìíèÿ â âàêóóìå ïîä âîçäåéñòâèåì íåîäíîðîäíîãî ýëåêòðîí- íî-ëó÷åâîãî íàãðåâà ôîðìèðóþòñÿ ñèëèöèäíûå ôàçû Co2Si, CoSi è CoSi2. Èçìåíåíèå ôàçîâîãî ñîñòàâà ðå- àêöèîííîãî ñëîÿ ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ âåëè÷èíû ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ ðåàêöèîííîãî ñëîÿ. Òåìïåðà- òóðà ñèíòåçà áîëåå 1073 Ê îáåñïå÷èâàåò íàïðàâëåí- íóþ êðèñòàëëèçàöèþ çåðåí íèçêîîìíîé ôàçû äèñè- ëèöèäà êîáàëüòà CoSi2 ñ óäåëüíûì ýëåêòðîñîïðîòèâ- ëåíèåì 14�16 ìêÎì·ñì. Ìåòîä ëàòåðàëüíî íàïðàâëåííîé ñîëèäèôèêàöèè èç ðàñïëàâà Co�Si ïîçâîëÿåò ôîðìèðîâàòü îäíîôàç- íûå ñèëèöèäíûå ïëåíêè CoSi2 ñ çàäàííûìè îðèåí- òàöèåé ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ çåðåí è ïîëîæåíèåì ìåæçåðåííûõ ãðàíèö. Ïðè ýòîì ðàçìåðû êðèñòàëëè- òîâ ñîñòàâëÿþò ïðèáëèçèòåëüíî 2�3 ìêì ïî øèðè- íå è 30�50 ìêì â äëèíó. Âîçìîæíà îðãàíèçàöèÿ ïðîöåññà íàïðàâëåííîãî ðîñòà êðèñòàëëèòîâ ñèëèöèäíîé ôàçû â äâóõ èëè áîëåå íàïðàâëåíèÿõ, îïðåäåëÿåìûõ çàäàííîé ðàç- îðèåíòàöèåé âîçäåéñòâóþùåãî ýëåêòðîííîãî ëó÷à. Ðåçóëüòàòû ôîðìèðîâàíèÿ ñèëèöèäíîé ôàçû äëÿ äâóõ ðàçëè÷íûõ íàïðàâëåíèé (ðàçîðèåíòàöèÿ ýëåê- òðîííîãî ëó÷à 90°) ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 5. Èçìåíåíèå íàïðàâëåíèÿ ðîñòà êðèñòàëëèòîâ ïîä äåéñòâèåì íåîäíîðîäíîãî òåïëîâîãî ïîëÿ ìîæåò CoSi2 SiO2 CoSi2 Si 10 ìêì Ðèñ. 3. Ñõåìà è èçîáðàæåíèå â ñêàíèðóþùåì ýëåêòðîííîì ìèêðîñêîïå ñàìîôîðìèðóþùåãîñÿ ìèêðîìîñòèêà ìåæäó äâóìÿ ÷àñòÿìè ïëåíêè CoSi2 10 µm CoSi2 CoSi2 CoxSiyCoxSiy e-beam 1 e-beam 2 Si-substrate Ðèñ. 5. Íàïðàâëåííàÿ êðèñòàëëèçàöèÿ ñèëèöèäíîé ôàçû CoSi2 ïðè çàäàííîé ðàçîðèåíòàöèè ýëåêòðîííîãî ëó÷à 90° Si-substrate CoSi2 CoxSiy e-beam Ðèñ. 4. Íàïðàâëåííûé ðîñò êðèñòàëëèòîâ ñèëèöèäíîé ôàçû CoSi2 ïîä âîçäåéñòâèåì ýëåêòðîííî-ëó÷åâîãî íàãðåâà CoSi2 block 1 CoSi2 block 2 10 µm CoSi2 CoxSiy Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 5 57 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ áûòü ïîëîæåíî â îñíîâó ãðàíè÷íî-çåðåííîé èíæå- íåðèè â ïëåíêàõ CoSi2. Ìåòîä ëàòåðàëüíî íàïðàâ- ëåííîãî ðîñòà èç ðàñïëàâà Co�Si ñ ïîìîùüþ ïîçè- öèîíèðîâàíèÿ ýëåêòðîííîãî ëó÷à ïîçâîëÿåò óïðàâ- ëÿòü çåðåííîé ìèêðîñòðóêòóðîé è ñîçäàíèåì ìîíî- êðèñòàëëè÷åñêèõ îáëàñòåé ñ çàäàííûì ðàñïîëîæå- íèåì ìåæçåðåííûõ ãðàíèö. Íåêîòîðûå òèïû ìîäåëü- íûõ ñòðóêòóð, îñíîâàííûõ íà èñïîëüçîâàíèè áóôåð- íîãî ñëîÿ CoSi2 ñ çàäàííûì ïîëîæåíèåì ìåæ- çåðåííûõ ãðàíèö è ïðèìåíÿþùèõñÿ â òåõíîëîãèè óñòðîéñòâ íà îñíîâå âûñîêîòåìïåðàòóðíûõ ñâåðõ- ïðîâîäíèêîâ, îïèñàíû â [9, 10]. Äàëüíåéøàÿ ïðîðàáîòêà îïèñàííîãî ìåòîäà ìî- æåò áûòü îñíîâîé äëÿ ñîçäàíèÿ òåõíîëîãèè ñàìîôîð- ìèðóþùèõñÿ íàíîñòðóêòóðèðîâàííûõ êîìïîíåíòîâ êðåìíèåâûõ èíòåãðàëüíûõ ñõåì è åå èíòåãðàöèè ñ òðàäèöèîííûìè ìåòîäàìè èçãîòîâëåíèÿ îñíîâíûõ ýëåìåíòîâ íàíîýëåêòðîííûõ ñõåì. Âûâîäû Òàêèì îáðàçîì, èññëåäîâàíèå ïðîöåññîâ ëîêàëü- íîãî çàðîæäåíèÿ è ïîñëåäóþùåé íàïðàâëåííîé ëà- òåðàëüíîé êðèñòàëëèçàöèè ñèëèöèäíîé ôàçû êîáàëü- òà íà ïîâåðõíîñòè ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî êðåìíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî âûäåëåíèå òåïëà ïðè ýêçîòåðìè÷åñêîé ðåàêöèè ñèëèöèäîîáðàçîâàíèÿ èíèöèèðóåò ïðîöåññ ñàìîïîääåðæèâàþùåãîñÿ ëàòåðàëüíîãî ðàçðàñòàíèÿ è ïîñëåäóþùåé êîàëåñöåíöèè ôàçû CoSi2. Ýòî ïî- çâîëÿåò öåëåíàïðàâëåííî è óïðàâëÿåìî ôîðìèðîâàòü íàíîðàçìåðíûå ñòðóêòóðû ìåòîäîì ñàìîîðãàíèçàöèè è âîñïðîèçâîäèòü èõ ñ äîñòàòî÷íîé äëÿ ïðèêëàäíûõ öåëåé òî÷íîñòüþ. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. Âàëèåâ Ê. À. Ìèêðîýëåêòðîíèêà: äîñòèæåíèÿ è ïóòè ðàç- âèòèÿ.� Ì.: Íàóêà, 1986. 2. Ôåäîòîâ ß. À., Ùóêà À. À. Àëüòåðíàòèâû ðàçâèòèÿ ìèêðî- ýëåêòðîíèêè // Ìèêðîýëåêòðîíèêà è ïîëóïðîâîäíèêîâûå ïðèáî- ðû.� 1989.� Âûï. 10.� Ñ. 22�41. 3. Ìîððèñîí Ñ. Ð. Õèìè÷åñêàÿ ôèçèêà ïîâåðõíîñòè òâåðäîãî òåëà.� Ì.: Ìèð, 1980. 4. Cross M. C., Hohenberg P. C. Periodic state in multiphase systems // Rev. Mod. Phys.� 1993.� Vol. 65.� P. 851�857. 5. Áåëîóñîâ È. Â., Êóçíåöîâ Ã. Â., Ï÷åëÿêîâ O. Ï. Íàïðàâëåí- íàÿ ëàòåðàëüíàÿ êðèñòàëëèçàöèÿ ñèëèöèäíîé ôàçû êîáàëüòà íà ïîâåðõíîñòè êðåìíèÿ // Ôèçèêà è òåõíèêà ïîëóïðîâîäíèêîâ.� 2006.� Ò. 40, ¹ 8.� Ñ. 909�912. 6. Derrien J., Avitaya F. A. Thin metallic silicide films epitaxially grown on Si(111) and their role in Si-metal-Si devices // Journ. Vac. Sci. Technol.� 1987.� Vol. 5, N 4.� P. 2111�2120. 7. Tung R. T. Epitaxial silicide interfaces: fabrication and properties // Ibid.� 1989.� Vol. 7, N 3.� P. 598�605. 8. Belousov I., Grib A., Linzen S., Seidel P.. Cobalt silicide formation inside surface defects of a silicon substrate // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research.� 2002.� Vol. 186.� P. 61�65. 9. Kumar F., Narayan J. Superconducting YBa2Cu3O7-δ thin films on Si(100) substrates with CoSi2 buffer layers by an in situ pulsed laser evaporation method // Appl. Phys. Lett.� 1991.� Vol. 59, N 14.� P. 1785�1787. 10. Belousov I., Kus P., Linzen S., Seidel P. CoSi2 buffer films on single crystal silicon with Ño ions pre-implanted surface layer for YBCO/CoSi2 /Si heterostructures //Solid State Electronics.� 1999.� Vol. 43.� P. 1101�1106.