Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

72 4 Ergebnisse der Prozessentwicklung
Es ist bemerkenswert, dass die Filme, die mit dem ATMI Verdampfer hergestellt wurden,
durchweg konkav gekrümmt sind, während die Filme die später mit dem TRIJET Verdampfer
hergestellt wurden, sowohl für BST als auch STA, in der Regel konvex gekrümmt sind. Dies
erscheint als eine der Auswirkungen der gepulsten Injektion, da die Depositionsrate im Maximum
des Pulses relativ hoch ist und so am Orte des Einlasses (Rand des Wafers), wo beim
Planetenreaktor die Deposition sowieso schon hoch ist, stärker begrenzt wird als bei kontinuierlicher
Deposition.
Ergänzend zeigt Abbildung 4.10 die Homogenität der Stöchiometrie obiger Schichten. Der
prozentuale Anteil an Titan ist gegenüber der Position auf dem Wafer aufgetragen (ohne Sauerstoff).
Die Filme sind wie gewünscht leicht Titanreich. Die relative Standardabweichung
über einen Querschnitt von 128mm an den 17 verschiedenen Punkten liegt zwischen 0,12 und
0,20%. Die rel. Standardabweichung der Mittelwerte der vier Proben untereinander liegt bei
0,12%.
Ti-Anteil
53,0%
52,5%
52,0%
51,5%
51,0%
b) Partikelbildung
-60 -40 -20 0 20 40 60
Position auf dem Wafer [mm]
Abbildung 4.10: Verlauf der Ti
Konzentration entlang des
Querschnitts von vier simultan
beschichteten 6“ Wafern.
In unregelmäßigen Abständen kam es zur Bildung von Partikeln oder Hillocks auf den BST
Schichten wobei kein klarer Zusammenhang zwischen der Bildung dieser topographischen
Unregelmäßigkeiten und den oben beschriebenen Prozessparametern besteht. Vielmehr ergaben
sich Hinweise auf einen Zusammenhang mit der Vorgeschichte des Reaktors wie dem
zeitlichen Abstand zur letzten Abscheidung, die darauf hindeuten, dass es sich hierbei um
Partikel handelt, die aus Prekursorresten aus dem vorangegangenem Versuch im Reaktor gebildet
wurden.
Um dies näher zu untersuchen wurde mit dem ATMI Verdampfer drei aufeinander folgende
Abscheidungen bei 655°C auf Platin gemacht ohne zusätzliche Einleitung von Prekursoren.
Die Topographie der Filme wurde mit AFM ausgewertet, siehe Abbildung 4.11. Der erste
Versuch nach einer vorangegangenen Abscheidung mit BST liefert bis zu 60nm hohe Hillocks.
Ein zweites und drittes Aufheizen mit jeweils neuem Substrat liefert nur die bekannte
Platinoberfläche.