WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Технологія формування та вимірювання параметрів си-ліцидних плівок для структур ВІС - Курсова робота

Технологія формування та вимірювання параметрів си-ліцидних плівок для структур ВІС - Курсова робота

контактні площадки 2 з срібла чи іншого матеріалу високої провідності. Потім цю підкладку-"свідок" встановлюють у робочу камеру якнайближче до робочої підкладки 3. це необхідно для того, щоб обидві підкладки при нанесенні плівки знаходились в однакових умовах. Резистину плівку наносять на контро-льну і робочу підкладки одночасно.
При монтажі резистивного датчика в робочу камеру з'єднують контакти "свідка" з вимірювальним мостом, у результаті чого опір "свідка" реєструється зовнішнім приладом. У процесі осідання резистивного матеріалу ріст плівки відбувається як на робочих підкладках, так і на контрольній, тобто формується "резистор-свідок". В міру росту плівки зменшується і відповідно зменшується опір "резистора-свідка". При досягненні номінального (заданого) опору напилюваної плівки на "свідку" через коло зворотного зв'язку надходить сигнал, яким або виключається живлення випарника, або закривається заслінка.
Рис. 3. 3 Вимірювання опору нанесеної плівки методом резистивного датчика.
1, 3-контрольна і робоча підкладки, 2-контакти.
Оскільки вважають, що характеристики плівок на підкладці і "свідку" однакові, зовнішній вимірювальний прилад можна градуювати в одиницях опору (при постійній температурі підкладки).
Похибка вимірювання опору при контролі цим методом складає приблизно: 10% і визначається нерівномірністю товщини плівки по поверхні (тобто відмінністю опорів "свідка" і робочої підкладки), а також похибками вимірювання.
Зовнішній вимірювальний прилад можна також градуювати в одиницях довжини. Товщину плівки в цьому випадку визначають за формулою
(3. 4)
де ?-- питомий опір плівки; RСВ-- опір плівки на "свідку" між контактами; L і h - довжина і ширина плівки на "свідку".
Чутливість методу складає 1-- 5 нм, а гранична товщина вимірюваних плівок-- близько 1 мкм.
Під товщиною плівки при цьому розуміють товщину, що мав би її шар, якби його питомий опір був рівний питомому опору масивного матеріалу. Внаслідок невизначеності значення питомого опору напилюваних плівок точність вимірювання цим методом невелика.
Серед інших методів вимірювання електропровідності (поверхневого опору) слід відмітити безконтактний метод. Важлива перевага цього методу є те, що він дозволяє легко виміряти провідність плівок, які мають захисний ізолюючий шар, без попереднього видалення діелектрика. За даним методом струми, які індукують магнітне поле у провідному шарі, вимірюються за допомогою магнітних полів які вони індукують. Зразок поміщають між двома котушками-первинна котушка виробляє кероване змінне магнітне поле, а її вторинна котушка служить як детектор. Напруга, яка виникає у вторинній котушці визначається керуючим магнітним полем первинної котушки і магнітним полем струму, що індукується в зразку.
Як відомо в металів опір змінюється із зміною температури-при її зниженні провідність збільшується. Це явище має важливе значення при створенні будь-яких напівпровідникових елементів і схем. У таблиці 3. 2 подано деякі величини температурного коефіцієнта електричного опору.
Таблиця 3. 2. Величини температурного коефіцієнта електричного опору деяких силіцидів.
Силіцид Температурний коефіцієнт, 10-3К-1
Ti5Si3
TiSi
TiSi2
ZrSi
ZrSi2
V3Si
V5Si3
WSi2 +0,86
+4,13
+4,63
3,52
+1,30
+0563
+1,24
+2,91
Сам по собі кремній має від'ємний температурний коефіцієнт опору. Отже, в основній мірі на значення цього коефіцієнта впливає наявність металу, як домішки.
Температурний коефіцієнт визначає температурний робочий режим і визначає галузь в якій доцільніше використовувати ІМС з того чи іншого силіциду.
3.3. Вимірювання адгезії плівок
Зчеплення поверхонь різнорідних тіл називають адгезією. Адгезія плі-вки до підкладки залежить від матеріалу плівки і швидкості її осідання, а також від чистоти поверхні і температури підкладки.
В даний час не існує доступних промислових методів високоточного вимірювання адгезії тонких плівок до підкладок. Тому виконують порівняльний контроль, при якому вимірюють зусилля відриву плівки від підкладки напаяним на її поверхню металевим циліндром. У центрі вільного торця циліндра закріплюють гнучкий тросик, зв'язаний через важіль з чашкою ваг. Щоб по зусиллю відриву Р визначити адгезію Сд, необхідно точно знати площу контакту Fy і виключити перекос циліндра, який викликає нерівномірний розподіл зусилля по його площі. Розраховують адгезію за формулою:
(3. 5)
Звичайно площа торця циліндра близько 1 мм2. Для одержання надій-них даних варто виміряти адгезію кілька разів, контролюючи, чи не відбувся відрив в місці спаю і чи не розчинилася плівка в припої.
Різновид цього методу - контроль адгезії металевих плівок за відривом від підкладки за допомогою тонкого золотого чи алюмінієвого дроту, що приєднується до плівки термокомпресією. При цьому площа контакту складає 50-200 мкм2, що дозволяє більш точно визначати адгезію локальних ділянок плівки.
3. 4 Вимірювання швидкості нанесення плівок
Найбільш розповсюджений контроль швидкості нанесення плівок ме-тодом кварцового датчика, що іноді називають резонансно-частотним. Як датчик при цьому методі використовують включений у контур генератора частоти кварцовий елемент.
Принцип дії кварцового датчика заснований на залежності частоти ге-нерованих сигналів від зміни маси кварцового елемента при нанесенні на його поверхню плівки. Зі збільшенням маси кварцового елемента його резонансна частота падає. Для лінійної ділянки залежності частоти від маси нанесеної плівки справедливе наступне співвідношення:
(3. 6)
де mo і f0-- маса і резонансна частота кварцового елемента до нанесення плівки; m і f- зміна маси кварцового елемента і резонансної частоти після нанесення плівки. Таким чином, за зміною швидкості (зсуву) резонансної частоти, яка фіксується вимірювальним приладом, визначають швидкість росту плівки.
Основною частиною кварцового датчика (рис. 3. 4) є кварцовий елемент 5 круглої чи квадратної форми, на двох поверхнях якого для подачі напруги наносять тонкі шари золота чи срібла. Кварцовий елемент кріпиться наізоляторі 4 і закривається кожухом 3, який вставляється в масивний мідний тримач 2, охолоджуваний по трубці 1 протічною водою. У кожусі і тримачі є наскрізний отвір 6 для пропускання потоку частинок напилюваного матеріалу до кварцового елемента.
Рис. 3. 4. кварцовий датчик: 1-мідна трубка; 2-тримач; 3-кожух; 4-керамічний ізолятор; 5-кварцовий елемент; 6-отвір; 7-потік часток матеріалу, що осаджується.
Необхідність ефективного охолодження тримача пояснюється тим, що кристали кварцу дуже чуттєві до змін температури. При нанесенні плівок джерела випромінюють значну кількість теплоти, що викликає підвищення температури кварцового елемента. Нестабільність температури кварцового елемента є основною причиною неконтрольованої зміни частоти. Для виключення похибок вимірювань через нестабільність температури датчика тримач охолоджують.
Цим методом можна також з урахуванням геометричних розмірів ква-рцового елемента і маси
Loading...

 
 

Цікаве