Процессы химического осаждения из газовой фазы и свойства фосфор- и борсиликатных стеклообразных слоев

Процессы химического осаждения из газовой фазы и свойства фосфор- и борсиликатных стеклообразных слоев

Автор: Васильев, Владислав Юрьевич

Шифр специальности: 02.00.21

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2002

Место защиты: Новосибирск

Количество страниц: 386 с. ил

Артикул: 2287747

Автор: Васильев, Владислав Юрьевич

Стоимость: 250 руб.

Процессы химического осаждения из газовой фазы и свойства фосфор- и борсиликатных стеклообразных слоев  Процессы химического осаждения из газовой фазы и свойства фосфор- и борсиликатных стеклообразных слоев 

СОДЕРЖАНИЕ
Глава 1. Процессы роста диэлектрических слоев при осаждении из газовой фазы
1.1. Краткий обзор, формулировка проблем и цели, постановка задач
1.1.1.Обзор тенденций развития аппаратуры для осаждения тонких слоев
из газовой фазы
1.1.2. Обзор результатов исследований процессов осаждения тонких слоев
из газовой фазы
1.1.3. Формулировка проблем и цели, постановка задач и организация исследований
1.2. Аппаратура и методика проведения экспериментов
1.2.1. Низкотемпературные реакторы атмосферного давления с групповой обработкой подложек
1.2.2. Проточные изотермические трубчатые реакторы атмосферного
и низкого давления
1.2.3. Реакторы для осаждения слоев на одну подложку
1.2.4. Исходные реагенты
1.3. Закономерности роста слоев нитрида кремния при осаждении из газовой фазы
1.3.1. Осаждение слоев нитрида кремния по реакции аммонолиза
дихлорсилана в реакторе типа б
1.3.2. Отличие закономерностей роста слоев при аммонолизс моносилана
и его хлорпроизводных в реакторе типа б
1.3.3. Осаждение слоев нитрида кремния по реакциям аммонолиза хлорпроизводных моносилана в реакторе типа в
1.3.4. Отличия закономерностей роста слоев при аммонолизе моносилана и его хлорпроизводных в реакторе типа в
1.4. Закономерности роста слоев диоксида кремния при осаждении из газовой фазы
1.4.1. Осаждение слоев диоксида кремния в системе БШОг
1.4.2. Закономерности роста слоев диоксида кремния в системе Н4ЬТ
1.4.3. Осаждение слоев диоксида кремния из хлопроизводных моносилана
1.4.4. Синтез слоев диоксида кремния из дихлорэтилметилсилана и кислорода
1.4.5. Осаждение слоев диоксида кремния с использованием тетраэтоксисилана
1.4.6. Обобщение закономерностей роста слоев диоксида кремния
1.5. Закономерности роста слоев двухкомпонентных стекол при осаждении
из газовой фазы
1.5.1. Осаждение слоев фосфоросиликатных стекол
1.5.2. Осаждение слоев боросиликатных стекол
1.5.3. Обобщение результатов исследования закономерностей роста слоев двухкомнонентных стекол
1.6. Закономерности роста слоев борофосфоросиликатного стекла
при осаждении из газовой фазы
1.6.1. Осаждение слоев борофосфоросиликатного стекла при низкой температуре
и окислении моносилана кислородом
1.6.2. Осаждение слоев борофосфоросиликатного стекла при высокой температуре
и окислении кремнийорганических соединений кислородом
1.6.3. Закономерности роста слоев борофосфоросиликатного стекла при окислении тетраэтоксисилана смесью озона и кислорода при низкой температуре
1.6.4. Осаждение слоев борофосфоросиликатного стекла при низкой температуре
с плазменной активацией
1.6.5. Обобщение исследований закономерностей роста слоев легированных стекол
1.7. Закономерности осаждения слоев из газовой фазы на ступенчатом рельефе
1.7.1. Рост слоев на ступеньках рельефа
1.7.2. Корреляция кинетических характеристик процессов осаждения
и роста слоев на ступеньках рельефа
1.8. Обсуждение механизмов роста диэлектрических слоев при осаждении
из газовой фазы
1.8.1. Слои нитрида кремния
1.8.2. Слои диоксида кремния
1.8.3. Слои легированного бором и фосфором диоксида кремния
1.9. Классификация процессов осаждения кремнийсодержащих слоев
из газовой фазы
1 Заключение но главе 1
Глава 2. Исследование физикохимических и электрофизических
свойств слоев силикатных стекол
2.1. Краткий обзор, формулировка проблем и цели, постановка задач
2.1.1. Использование тонких слоев силикатных стекол на примере технологии кремниевой твердотельной микроэлектроники
2.1.2. Краткий обзор результатов исследований слоев БФСС
2.1.3. Формулировка проблем и целей, постановка задач и организация исследований
2.2. Аппаратура и методика проведения исследований
2.2.1. Осаждение и термообработка слоев стекол
2.2.2. Методика измерений параметров слоев
2.3. Физикохимические свойства слоев стекол
2.3.1. Шероховатость поверхности осажденных слоев
2.3.2. Усадка слоев стекол после термического отжига
2.3.3. Механические напряжения в осажденных слоях
2.3.4. Растворение и травление слоев стекол
2.3.5. Размягчение стекол при нагревании
2.3.6. Дефектность слоев стекол
2.4. Электрофизические свойства слоев
2.4.1. Общая характеристика электрофизических свойств слоев,
полученных осаждением из газовой фазы
2.4.2. Оценка величины суммарного заряда в осажденных из газовой фазы слоях силикатных стекол с помошью
метода поверхностного фотоиндуцированного напряжения
2.5. Состав и структура слоев стекол
2.5.1. Показатель преломления
2.5.2. Анализ состава силикатных стекол методом инфракрасной спектроскопии
2.5.3. Состояние легирующих примесей в слоях стекол
2.5.4. Послойный анализ легирующих примесей в слоях стекол
ВИМС профилирование
2.5.5. Анализ концентрации углерода в слоях БФСС
2.5.6. Анализ концентрации водорода в слоях БФСС
2.5.7. Анализ концентрации водорода в слоях диэлектриков
2.6. Взаимодействие легированных стекол с нарами воды
2.6.1. Анализ изменений в ИК спекграх легированных стекол при экспозиции
на воздухе электронновакуумной чистоты
2.6.2. Взаимодействие слоев легированных стекол с парами воды
при выдержке в автоклаве
2.6.3. Обобщение результатов исследований взаимодействия
осажденных оксидных слоев с парами воды
2.7. Строение слоев стекол и схемы структуры слоев БФСС
2.8. Стабильность тонких слоев силикатных стекол, используемых
в технологии микроэлектроники
2.8.1. Основные результаты исследования стабильности слоев БФСС,
термически отожженных при низких температурах
2.8.2. Обсуждение вопросов стабильности слоев БФСС
2.8.3. Стабильность материалов, полученных осаждением
в плазме высокой плотности
2.9. Заключение но главе 2
Глава 3. Оптимизация состава слоев борофосфоросиликатного стекла
3.1. Краткий обзор, формулировка проблем и целей, постановка задач
3.1.1. Проблемы нарушения целостности металлизации
в микроэлектронных приборах
3.1.2. Оплавляемые борофосфоросиликатные стекла в технологии микроэлектроники
3.1.3. Обзор основных результатов исследований дефектности слоев БФСС
3.1.4. Формулировка проблем и целей, постановка задач и организация исследований
3.2. Методика проведения экспериментов и расчетов
3.2.1. Исследование оплавления стекол на ступенчатом рельефе
3.2.2. Исследования дефектности слоев БФСС
3.3. Исследование закономерностей оплавления слоев БФСС
на ступенчатых структурах
3.3.1. Оплавление слоев БФСС на ступенчатом рельефе при
изотермическом отжиге в сухих газовых средах
3.3.2. Закономерности оплавления контактных окон в слое БФСС
3.3.3. Сравнение влияния основных факторов на эффективность
оплавления стекол на ступенчатом рельефе
3.4. Процессы образования и роста дефектов в тонких слоях
борофосфоросиликатного стекла
3.4.1. Кинетика роста дефектов
3.4.2. Классификация дефектов БФСС
3.4.3. Схема образования и роста дефектов в слоях БФСС
3.4.4. Количественная характеристика бездефектных стекол
3.5. Оптимизация состава слоев борофосфоросиликатного стекла
3.6. Заключение по главе
Глава 4. Управление процессами осаждения тонких слоев из
газовой фазы для заполнения сверх и ультрамалых пустот
4.1. Краткий обзор, формулировка проблем и целей, постановка задач
4.1.1. Преемственность тонких слоев материалов на основе
диоксида кремния в микроэлектронике
4.1.2. Проблема заполнения пустот
4.1.3. Формулировка проблем и целей, постановка задач
4.2. Управление конформностью осаждения и заполнением диоксидом кремния сверхмазых зазоров при осаждении слоев
по реакциям, классифицированным в группы Б,В
4.3. Управление конформностью покрытия ступенек рельефа барьерными слоями на основе диоксида кремния при
осаждении с плазменной активацией газовой смеси
4.4. Заполнение сверхмалых зазоров оплавляемыми слоями БФСС
4.5. Развитие методологии оценки эффективности заполнения
сверхмалых зазоров при осаждении из газовой фазы
4.6. Анализ подходов к улучшению конформности осаждения слоев
из газовой фазы для заполнения ультрамалых зазоров
4.7. Заключение по главе 4
Основные выводы
Приложение 1. Заключение о внедрении результатов работы
Приложение 2. Высокопроизводительный трубчатый реактор низкого давления
Приложение 3. Табличные данные о параметрах процессов осаждения и свойствах слоев фосфор и борсилнкатпых стекол
Приложение 4. Оценка величин суммарного заряда в диэлектрических слоях, полученых различными методами ХОГФ и оптимизация встроенного заряда в тонких барьерных диэлектрических слоях, полученных с плазменной активацией
Приложение 5. Краткий обзор особенностей использования осажденных
из газовой фазы слоев в технологии интегральных микросхем
Приложение 6. Оплавление силикатных стекол в технологии сверхи ультрабольших интегральных микросхем
Приложение 7. Иллюстративный материал и комментарии по исследованию
дефектов в тонких слоях борофосфоросиликатного стекла
Аннотация
Список литературы


На втором периоде наших исследований с середины до конца х годов ХХго столетия область исследования была существенно расширена. Проведенная работа позволила установить основные количественные критерии, позволяющие охарактеризовать кинетику роста тонких слоев нитрида кремния, диоксида кремния, фосфор и борсиликатных стекол при ХОГФ в проточных реакторах пониженного давления эффективную константу скорости реакций, время пребывания газовой смеси в реакторе, соотношение размеров реактора и подложек. На основании этой методологии работа второго периода была сфокусирована на следующих вопросах изучении эффектов ускорения и замедления окислительных реакций при наличии бор и фосфорсодержащей лигатуры в составе газовых композиций, изучении реакций окисления тетраэтоксисилана в различных реакторах и условиях, изучении закономерностей роста слоев на ступеньках рельефа, анализе особенностей осаждения слоев при плазменной активации реагентов. Решение всех этих вопросов позволяло обобщить экспериментальные данные и сформулировать представления о закономерностях процессов роста исследуемых слоев. В настоящей главе изложены результаты исследований, опубликованные в наших работах ,,. Исследования низкотемпературных процессов осаждения слоев диоксида кремния и стекол в реакторах атмосферного давления с металлическими резистивно нагреваемыми пьедесталами типа а выполнялись нами на самом начале работы. Такие реакторы, называемые также часто реакторами с холодными стенками, имеют ограничения по температуре нагрева подложек до 0С. Их достоинством для исследований является простота, а главными недостатками следующие а значительная неоднородность толщины осажденных слоев , обусловленная неравномерностью температуры резистивного нафевателя б узкий диапазон возможных кинетических исследований, ограниченный величинами газовых потоков в значительная дефектность осажденных слоев, что является следствием интенсивного образования аэросила в окислительных реакциях. Реакторы этого типа, называемые также реакторами с горячими стенками, являются значительно более универсальными и имеют существенные преимущества по сравнению с рассмотренными выше реакторами атмосферного давления с холодными стенками. К основным преимуществам относятся широкий температурный диапазон, стабильность и воспроизводимость температуры, широкий диапазон варьирования давления, и как следствие этого, скорости движения газовой смеси по реактору, значительно меньшее образования аэросила. Для исследований процессов осаждения слоев нами была разработана конструкция установки промышленного типа 9,0, учитывающая возможность осуществления процессов осаждения с участием газообразных и жидких исходных реагентов, эксплуатационные особенности вакуумных систем при использовании корродирующих и токсичных веществ, особенности точного измерения, регулирования и поддержания рабочего давления и т. Оборудование позволяло проводить осаждение слоев на подложках с максимальным диаметром 0 мм, в том числе при использовании проточнодиффузионных реакторов тина в с дополнительными перфорированными контейнерами, как упоминалось выше. Конструкция установки для осаждения слоев см. З имеет следующие основные узлы кварцевый трубчатый реактор максимальный диаметр 5 мм, окруженный резистивным нагревателем с длиной центральной зоны равномерной температуры 0 мм, газосмесительную систему, откачную вакуумную систему, устройство очистки выброса в атмосферу. Основными характеристиками установки, позволяющими осуществлять эксперименты в широком диапазоне условий, являются следующие температура осаждения С, скорость откачки на входе в реактор лс, предельное остаточное давление 0. Для экспериментов при атмосферном давлении в реактор подавался поток газоносителя аргона с величиной около лч, а выброс использованных газов осуществлялся в вентиляцию. При использовании жидкообразных исходных веществ в одну из газовых линий помещались кварцевые барботеры или кварцевые испарители, предварительно откалиброванные по уровню жидкости с помощью мерных цилиндров.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.197, запросов: 121