Разработка способов исследования слоистых структур монолитных интегральных приборов СВЧ на основе спектроскопии и эллипсометрии

• Автор: Крючков, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 151 с.

Содержание
Введение
1 Обзор способов изучения молекулярной структуры, электрофизических характеристик, относительных атомных концентраций и толщин поверхностных пленок материалов и многослойных структур микроэлектронных устройств на основе оптических методов и метода количественной оже-спектроскопии
2 Разработка способов исследования молекулярной структуры слоистых сред монолитных интегральных приборов СВЧ на основе методов ИК-спектроскопии
2.1 Изучение колебательных спектров поглощения пленок 8Ю2, полученных различными технологическими приемами и подвергнутых импульсному отжигу
2.2 Изучение колебательных спектров поглощения пленок нитрида кремния, подвергнутых воздействию окислительной среды
2.3 Изучение колебательных спектров поглощения и оптических постоянных пленок поликристаллического кремния, легированных азотом и кислородом методами ИК-спектроскопии пропускания и эллипсометрии
2.4 Изучение оптического поглощения пленок карбида кремния в инфракрасной области спектра
2.5 Исследование колебательных спектров поглощения пленок нитрида алюминия, прошедших различные температурные обработки
3 Разработка способов исследования и контроля геометрических и электрофизических характеристик слоев структур монолитных интегральных приборов СВЧ на основе оптической спектроскопии и эллипсометрии
3.1 Пропускание в видимой и инфракрасной областях Спектра сильно легированных пленок кремния, свободных от подложки
3.2 Исследование возможности определения толщины сильно легированных слоев кремния по спектрам отражения методом Фурье-спектрометрии в далекой инфракрасной области
3.3 Исследование возможности определения толщины переходного слоя в кремниевых «п - п+» структурах по спектрам отражения в инфракрасной области
3.4 Исследование возможности определения электрофизических параметров слоев поликристаллического кремния, сильно легированного мышьяком, по спектрам отражения и амплитудно-фазовым характеристикам отраженного света в да-

лекой инфракрасной области
3.5 Определение оптических постоянных и исследование возможности использования спектров отражения для контроля процесса образования пленок силицида платины
3.6 Применение метода эллипсометрии для оценки качества геттерирующих полупроводниковых слоев 81 и структурного совершенства полупроводниковых слоев СаАв
3.7 Исследование возможности раздельного определения толщины пленок двуокиси кремния и нитрида кремния в двухслойной системе «двуокись кремния - нитрид кремния» по колебательным спектрам поглощения
4 Разработка способов исследования и контроля относительных атомных концентраций и толщин поверхностных пленок структур в технологии монолитных интегральных приборов СВЧ на основе метода количественной электронной оже-спектроскопии Заключение Приложение А Приложение Б Приложение В Библиография
Введение
Актуальность темы
Современная СВЧ-электроника основана на использовании монолитных интегральных приборов СВЧ (МИЛ СВЧ). В технологии МИЛ СВЧ находят широкое применение слоистые структуры, состоящие из однородных слоев или слоев, свойства которых меняются по толщине.
Как правило, такими слоями являются диэлектрические, полупроводниковые эпитаксиальные и поликристаллические, а также металлические пленки.
Эффективными методами исследования пленок являются:
- инфракрасная спектроскопия, основанная на резонансном поглощении излучения молекулами вещества;
- оже-электронная спектроскопия, в основе которой лежит анализ энергетического спектра оже-электронов;
- эллипсометрия, основанная на анализе амплитудно-фазовых характеристик отраженного света.
Известные достоинства перечисленных методов, такие как высокая чувствительность к параметрам исследуемых систем, экспрессность, невозмущающий характер воздействия на объект исследования делают их весьма привлекательными и объясняют их широкое применение при исследовании полупроводниковых, диэлектрических и металлических пленок.
Благодаря появлению технологии МИП СВЧ и в связи с практическими потребностями, появились объекты для исследования: геттерирующие слои кремния, имплантированного аргоном, и пленки карбида кремния, пленки окиси и двуокиси кремния, полученные в специфических для технологии МИП СВЧ режимах, пленки нитрида алюминия, полученные различными технологическими приемами.
При синтезе монолитных интегральных структур возникает необходимость исследования процесса окисления пленок нитрида кремния, а также изучения влияния импульсного отжига на молекулярную структуру пленок двуокиси кремния, полученных различными технологическими приемами.
В технологии МИП СВЧ возникает необходимость синтеза нового класса кремниевых пленок SIPOS, легированных кислородом и азотом. Изучение молекулярного состава указанных пленок, определение оптических постоянных является необходимым как для отработки технологии их получения, так и для последующего контроля качества.
Для технологии МИП СВЧ требуется разработка методик неразрушающего контроля свободных от подложки пленок кремния, сильно легированного бором, а также одновременное определение толщины диэлектрических слоев двуокиси кремния и нитрида кремния в двойной слоистой структуре «Si02 -Si3N4» на рабочих кремниевых структурах.
Другой аспект рассматриваемой проблемы связан с изучением возможности применения методов эллипсометрии, ИК-спектроскопии и оже-электронной спектроскопии для:

Волновое число, см'
Рисунок 8 - ИК-спектры плёнок 8Ю2 ( полученных пиролизом в РАД), подвергнутых импульсному отжигу (образцы 4.3, 4.4)