Система комплексного контроля параметров пленок нитрида алюминия, получаемых методом магнетронного распыления

• Автор: Мороз, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ЕЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

ЕЕ Физические свойства объекта контроля и особенности его кристаллического строения

1.2. Методы исследования объекта контроля Е2Л. Рентгеноструктурный анализ

1.2.2. Оптические методы контроля тонких пленок Е2.3. Сканирующая зондовая микроскопия

Е2.4. Методы измерения микротвердости

1.3. Характеристика способа получения модельного объекта контроля ЕЛАВА 2. ТЕХНОЛОЕИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЪЕКТОВ КОНТРОЛЯ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.Е Технологическая установка магнетронного распыления для получения пленок нитрида алюминия (с расширенным диапазоном варьирования контролируемых параметров этих пленок)

2.2. Метрологический анализ экспериментальной установки

2.3. Методика получения модельных объектов контроля с расширенным диапазоном контролируемых параметров методом магнетронного распыления
ЕЛАВА 3. МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК НИТРИДА АЛЮМИНИЯ
ЗЛ. Методика аналитического контроля средних размеров кристаллитов в плоскости параллельной подложке на основе регистрации микротвердости системы тонкая пленка нитрида алюминия/подложка ЗЛ. Методика контроля размеров, формы и ориентации кристаллитов на основе сканирующей зондовой микроскопии с применением метода контурного анализа плоского изображения скола пленки
3.3. Методика аналитического контроля степени кристалличности пленок нитрида алюминия по величине потерь тестовой линии задержки на

поверхностных акустических волнах
3.4. Сравнение разработанных методик с методом рентгеновской дифракции
ГЛАВА 4. СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ПЛЕНОК НИТРИДА АЛЮМИНИЯ КАК ЭЛЕМЕНТ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
4.1. Математическая модель технологического процесса получения пленки нитрида алюминия, преобразующая технологические факторы в ее степень кристалличности
4.2. Методика контроля отклонения значения степени кристалличности пленки нитрида алюминия, заданного математическим моделированием, от значения, определяемого неконтролируемыми и неуправляемыми факторами технологического процесса формирования этих пленок
4.3. Система комплексного контроля параметров пленок нитрида алюминия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Список сокращений
А - вносимые линией задержки потери A1N - нитрид алюминия d - размер кристалитов (ОКР) h - толщина пленки
HV - микротвердость, измеренная по методу Виккерса
J - степень кристалличности
Р - давление газовой смеси в камере
PN - содержание азота в газовой смеси
t — время напыления пленки
\i - угол разориентации кристаллитов в пленке
ACM - атомно-силовая микроскопия
ВШП - встречно штыревой преобразователь
КЭМС - коэффициента электромеханической связи
J13 - линия задержки
MPC - магнетронная распылительная система НМ - несбалансированный магнетрон ПАВ - поверхностные акустические волны СЗМ - сканирующая зондовая микроскопия

Рис.1.15. Изменения размера областей когерентного рассеяния пленки AIN в направлениях <0001 > с увеличением температуры подложки [8] Представленные выше графики и диаграммы являются качественными. Это связано с тем, что каждая распылительная система отличается от другой многими нерегулируемыми параметрами, например скорость откачки вакуумной системы, величина магнитного поля магнетрона. От этих параметров зависит определение оптимальных значений задаваемых технологических параметров (давление смеси газов, соотношение рабочего и реактивного газов, расстояние мишень-подложка, температура подложки и др.) В связи с этим представленные зависимости позволяют определить основные тенденции изменения кристаллической структуры пленок A1N в зависимости от технологических параметров осаждения. По ним же можно судить о точности, с которой необходимо поддерживать технологические параметры осаждения пленок, и в каких пределах нужно обеспечить диапазон их изменения для получения тонких пленок A1N с расширенным диапазоном контролируемых параметров этих пленок. При отработке технологии формирования слоистых структур на основе A1N необходимо для каждой технологической установки находить основные из этих зависимостей. Для экспериментальной установки также проводились исследования по отработке технологических режимов получения пленок A1N, результаты которых представлены во 2 главе.
В работе [108] для нахождения оптимальных режимов получения пленок AIN и прогнозирования степени кристалличности этих пленок была построена