Исследование элементного и химического состава поверхности кремния и его соединений методами электронной спектроскопии

• Автор: Коваль, Игорь Филиппович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 171 c. : ил

ГЛАВА I. ИОНИЗАЦИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ПОВЕРХНОСТИ

ТВЕРДОГО ТЕЛА , . £0_

1.1. Введение

1.2. Физические основы метода ИС

1.2.1. Ионизационные линии в спектрах вторичной

электронной эмиссии

1.2.2. Глубина информативного слоя ИС

1.2.3. Сечение возбуждения остовных уровней

электронным ударом

1.2.4., Эффекты химического окружения

§ I, Влияние плотности незанятых состояний

§2. Химические.сдвиги в ионизационных спектрах
1.3. Выводы
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Введение
2.2. Вакуумная система
2.2.1, Конструктивное исполнение вакуумной системы
2.2.2. Напуск газов и контроль вцдержек
2.3. Методики приготовления исследуемых поверхностей
2.3.1. Приготовление поверхности кремния . . . . ,
2.3.2. Получение пленок моноокиси кремния,
2.3.3. Источники щелочных металлов
2.3.4., Источники ионов Оа и NJ . . 58_
2.4. Экспериментальная установка
2,4,1, Измерительная камера
2.4.2., Электронный спектрометр
2.5. Выводы
- 3 -
ШВА 3, , ЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТОНКИХ слоев 5‘10хи 510г
3.1. Введение
3.2. г 1 О Термодесорбция тонкого С С1~15 А) слоя
3.3. Фазовый состав пленок моноокиси кремния,
сконденсированных при комнатной температуре
зл. Изменение фазового состава пленки Б« 13* при отжигах и при нанесении на нагретую
подложку
3.5. Выводы
ГЛАВА А, , СОСТАВ СЛОЕВ ОКИСЛОВ, НИТРИДОВ И 0КСИНЙТРИД0В КРЕМНИЯ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ РЕАКТИВНОЙ ИОННОЙ
ИМПЛАНТАЦИИ МЕДЛЕННЫХ ИОНОВ 0£ и
АЛ, Введение
А.2. Формирование окислов и нитридов кремния при воздействии ионов 0* и N2 на £)1 (100)
А.З, Электронная спектроскопия оксинитридов
А.А. Зависимость величины ионизационной потери от эффективного заряда на атоме кремния в соеди-
нении
А.5. Выводы
ГЛАВА 5 . ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КИСЛОРОДА С ГРАНЬЮ (100)01
5,1, Введение
5.2. Начальные стадии взаимодействия кислорода с
кремнием
5.2.1. Состав промежуточного окисла
5.2.2. Формы адсорбции кислорода и электронно-стиму-
лированная диссоциация III
5.3. Взаимодействие кислорода с гранью (100) , пок-
5.4. рытой субмонослойными слоями щелочных металлов Выводы 117

ГЛАВА 6. ИНТЕНСИВНОСТЬ ИОНИЗАЦИОННЫХ ЛИНИЙ, ГЛУБИНА ИНФОРМАЦИОННОГО СЛОЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИН СЛОЕВ НА ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЯ
6.1. Введение
6.2. Интенсивность ионизационных линий от массивных мишений
6.3. Эффективная длина свободного пробега относительно неупругих соударений
6.4. Субмонослойное покрытие на массивной подложке
6.5. Несплошное покрытие толщиной с* (сЛ А) на поверхности массивной мишени
6.6. Применение ИС для исследования параметров слоев
на поверхности кремния
6.6.1. Длина свободного пробега электрона относительно
неупругих соударений
6.6.2. Толщина и сплошность слоев окисла кремния,полученных различными методами
6.6.3. Эффективная толщина адсорбированного слоя Сэ на
6.7. Выводы
Заключение
Литература

(ulc)hf ~ ^ (ckuVp-aa ' ^ (2,3)
Подобные загрязнения поверхности , обработанной в HF ,
углеродсодержащими примесями отмечены в литераторе £87,88] и объясняются растрачиванием естественного окисла остаточным фтором, в то время как окисел является пассиватором поверхности кремния по отношению к углеродсодержащим загрязнениям.
После остановки образцов в вакуумную системо и полочения
сверхвысокого вакуума образцы подвергались высокотемператорномо
прогрево. Прогрев кристаллов при Т=1200°С оменьшал амплитодо
Оже-линии углерода и приводил к исчезнованию линии кислорода.
На рис.2.4 приведены спектры Оже-электронов поверхностей до и

после отжига в вакууме 2*5.10 мм рт.ст. Наблюдаемые явления мо-гот быть объяснены частичной десорбцией углеродсодержащих приме-сей(СО, углеводороды, а также термодесорбцией естественного окисла в ходе реакций
2> SiО (ЮЗ.) (2.4)
gSiö(405.)+ OzCw5.) (2.5)
Процесс описываемый формулой (2.4) более вероятен в случае тонких (в т.ч. естественных) или несплошных окислов, поскольку для того, чтобы эта реакция шла в прямом направлении необходим эффективный процесс газообразной ^iO от реакционной границы раздела ^i-Jii'ö^c последующей коденсацией на холодных стенках вакуумной камеры. В случае толстых окислов перенос äiO от
области реакции (2.4) затруднен. В этом случае реализуется процесс по формуле (2.5). Скорость диссоциации определяется скоростью уноса продуктов реакции от границы раздела (Ü>i02-вакуум. Энергия активации процесса диссоциации равна 188 ккал/моль,