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

нанесеної плівки виміряти її товщину, використовуючи наступну формулу:
(3. 7)
де Fn - площа кварцового кристала, покрита плівкою нанесеної речовини; ?n- густина плівки, що наноситься.
Точність вимірювання товщини тонких металевих і діелектричних плі-вок в інтервалі від 10 нм до 5 мкм складає ±10%.
Прилади, що серійно випускаються, дозволяють задавати необхідну товщину плівки, після нанесення якої подається сигнал, що зупиняє процес. Для виконання точних вимірювань прилади градуюють окремо для кожного матеріалу.
Максимально допустима сумарна товщина плівки, що напилюється на кварцовий датчик, визначається максимальним зсувом частоти і приблизно складає 20 мкм алюмінію. Максимальне значення вимірюваної товщини можна збільшити, перекриваючи періодично кварцовий елемент екраном.
Істотним недоліком методу є те, що крім градуювання за матеріалом, що осаджується, необхідне також періодичне очищення кварцових елементів від осілої плівки.
3. 5 Вимірювання напружень, термічного коефіцієнта роз-ширення.
При формуванні силіциду виникає об'ємне стиснення гратки. Такі стиснення можуть викликати в плівках силіцидів великі розтягуючи напруження, що представляє загрозу механічній стабільності структур. Так для прикладу, після низькотемпературного відпалу Ті і Та виникають стискуючі напруження. Це зв'язано з дифузією в метал кремнію і/або кисню. При високих температурах стискуючі напруження зменшуються, і врешті решт переважати стають розтягуючи напруження. Одним із способів зниження цього явища є одночасне нанесення розпиленням дисиліцидів з відношенням Sі/метал ?2.
Тонка плівка нанесена на підкладку знаходиться в напруженому стані, і при цьому напруження можуть бути як розтягуючи, так і стискуючі. На рис. 3. 5 показано температурну залежність напружень.
Рис. 3. 5. Температурна залежність напружень у TaSi2 на кремнії.
Утворення силіциду в наслідок взаємодії метал-кремній приводить до значних зменшень об'єму, що може стати основною причиною напружень, які виникають в силіцидах. Для обчислення зміни об'єму скористаємось наступною формулою:
(3. 8)
де V-молекулярний об'єм, а х і у-кількості атомів металу і кремнію в силіциді МхSiy.
Якщо відбувається стиснення та величина V у виразі буде додатна. Робочий (інертний) газ завжди є в плівці, отриманій при розпиленні, що створює напруження стиснення. Кисень як активний реагент і азот, який реагує з більшістю тугоплавких металів, також викликає збільшення об'єму і появляється стискуюче напруження.
Таке негативне явище приводить до деформації підкладки. Його величина обчислюється за формулою:
(3. 9)
де Е, ? і D-модуль Юнга, коефіцієнт Пуассона і товщина підкладки відповідно, R-радіус кривизни підкладки, що створюється напруженням у плівці, і t-товщина плівки, вираз (3. 9) справедливий при t< 50 ) використовують методи аналізу поверхні з пошаровим травленням.
Існує багато традиційних методів контролю складу поверхні, які ґру-нтуються на використанні хімічного або електрохімічного травлення з на-ступним визначенням складу розчину. Однак основний арсенал сучасних методів контролю поверхні і технологічних шарів у субмікронній техно-логії ВІС повинні складати методи спектрометрії. Всього на сьогоднішній день відомо до 60 методів.
Зупинимося конкретно на прикладних задачах методів, які успішно використовують в технології високого рівня ВІС.
1. Аналіз поліцидних плівок методом МСВІ.
Основна перевага цього методу у високій чутливості до малих кон-центрацій домішок і в його локальності. Ми використали його для ви-значення фазового складу силіциду (поліциду) при його формуванні.
Для зниження перехідного опору в контактних вікнах і опору першого рівня розводки (полікремнієвого) використовують силіцид або поліцид.
Аналіз плівок TiSi2 можна проводити методом МСВІ на вторинно-емісійному мас-спектрометрі типу МС-7201. Стехіометричне співвідно-шення Ті і Si досліджувалась на плівках товщиною до 800 А0. Типова за-лежність інтенсивностей струмів вторинних іонів Ті+ і Si+ в часі показана на рис.4. 8. Різні інтенсивності струмів вторинних іонів Ті+ і Si+ в початко-вий період розпилення плівок пов'язані з наявністю на поверхні плівки домішок у вигляді сполук вуглецю.
В області міжфазної межі розділу між плівкою TiSi2 і Si видно зміну фазового складу, особливо О2. Крім цього, Si в більшій мірі і на великій віддалі від підкладки вступає в хімічні зв'язки з домішками. Цей процес вимагає удосконалення хімічної обробки перед формуванням такої плівки з використанням розчину надоцтової кислоти в пергидролі або формування дисиліцидної плівки титану газофазною реакцією силанової тех-нології на основі аморфного кремнію.
Рис.4. 8. Залежність інтенсивностей вторинних іонів Si* і Ті* та їх відношення від часу розпилення поліциду.
2. Визначення вагової концентрації Р2О5 в плівках ФСС методом інфрачервоної спектроскопії.
Відомо, що валентне коливання зв'язку фосфору з киснем (Р=О) в ФСС має частоту 1330 см"1. Тому смугу поглинання, зумовлену цим коливанням, можна ви-брати як аналітичну смугу для проведення аналізу. Оскільки його інтенсивність зв'язана не тільки з концентрацією ФСС, але і з його товщиною шару поглинання, аналіз виконуємо за відносною інтенсивністю смуг 1330 1 1090 см"1, де смуга 1090 см"1 відповідає коливанням зв'язку в плівках SiO2 (Si=O). У цьому разі усувається вплив товщини плівки на кореляцію між даними ІЧ-спектрів поглинання і вмістом Р2О5.
Спектр поглинання записували на двопроменевому спектрофотометрі в робо-чому діапазоні 1600-700 см-1 (ИКС-29, SPECORD-M82). Оптимальними для вимі-рювання ІЧ-спектрів поглинання товщини плівок ФСС і Si складають 0,5-1,0 мкм і 350-450 мкм відповідно. Метод дозволяє визначити Р2О5 в діапазоні концентрацій 0-30 % з точністю 1 %.
Вимірювання концентрації Р2О5 в ФСС за допомогою ІЧ-спектрів поглинання відноситься до неруйнівних методів і відзначається високою експресністю. Попе-редньо відпалену плівку ФСС на Si-пластинах помішують в "канал взірця"і реєст-рують пропускання в інтервалі 1600-700 см"1. Наявність в спектрі смуги при 1330 см"1 свідчить про наявність фосфорного оксиду в SiO2.
4. Визначення вмісту кисню в пластинах моно-Si Чохральського.
Хоча проблемі кисню в кремнії присв'ячена велика кількість робіт, проте її актуальність в технології високого рівня НЗІС є високою, бо з на-явністю кисню в кремнії пов'язано ряд аномальних явищ. Концентрацію кисню в Si-пластинах визначають за інтенсивністю смуги інфрачервоного поглинання на частоті v=1107 см"1. Точність методу залежить від якості поверхні Si-пластин та їх товщини (3-5 %). Спектр ІЧ-пропускання в Si-пластинах описується виразом:
(4. 14)
де R-коефіцієнт відбивання, а- коефіцієнт поглинання, d- товщина Si-пластин. Вміст кисню з концентрацією 51016-1,810І8см"3 визначає гетерні властивості Si-пластин, зумовлює прискорення оксидування і дифузії.
5. Визначення характеристик плівок Si3N4 методом ІЧ-спектрометрії.
Шари нітриду кремнію застосовують як маску при локальному ок-сидуванні, як
Loading...

 
 

Цікаве