Разработка неразрушающих методов контроля ионно-плазменных процессов формирования тонкопленочных структур и элементов оборудования для создания устройств электронной техники

• Автор: Симакин, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 388 с. : ил.

Содержание Условные обозначения и сокращения Введение

1. Методы и способы контроля процессов ионно-плазменной обработки материалов электронной техники

1.1. Физические основы и характеристика методов ионно-плазменной обработки

1.2. Основные эффекты, сопровождающие ионно-плазменную обработку

1.3. Применение эффектов ионной бомбардировки для контроля технологических процессов ионно-плазменной обработки
1.4. Использование оптических эффектов для управления процессами ионно-плазменной обработки

1.5. Масс-спектрометрия ионно-плазменных процессов

1.6. Использование электрических сигналов для контроля процессов ионноплазменной обработки
Заключение
2. Закономерности изменения ионно-индуцированных токов (ИИТ) в многослойных пленочных гетероструктурах в процессах ионно-лучевого (ИЛТ) и реактивного (РИЛТ) травления и нанесения

2.1. Методика определения закономерностей изменения ИИТ в процессах ИЛТ и РИЛТ

2.2. Закономерности изменения ионно-индуцированного тока в процессах ИЛТ и РИЛТ пленочных структур диэлектрик - полупроводник и диэлектрик — металл
2.3. Особенности изменения ионно-индуцированного тока при ионной очистке поверхностей металлов и полупроводников
2.4. Закономерности изменения ионно-индуцированного тока при травлении гетероструктур
2.5. Закономерности изменения ионно-индуцированных токов при ИЛТ и РИЛТ структур металл - металл, металл — полупроводник, металл — диэлектрик — металл
2.6. Закономерности изменения ионно-индуцированных токов при ИЛТ и РИЛТ пленок углерода на металлах
2.7. Контроль ионно-индуцированных токов при нанесении ионно-лучевым распылением пленок диэлектриков на проводящие подложки
2.8. Измерение электрических потенциалов на поверхности структур при ионной бомбардировке
Заключение
3. Экспериментальное исследование явления вторичной ионно-электронной эмиссии при травлении многослойных пленочных гетероструктур металлов, полупроводников и диэлектриков
3.1. Экспериментальное оборудование и методика проведения измерения тока вторичных электронов
3.2. Параметры вторичной ионно-электронной эмиссии, используемые для диагностики состояния поверхности материалов в технологических процессах ИЛТ
3.3. Зависимость интенсивности ионно-электронной эмиссии с поверхности металлов, полупроводников и диэлектриков от электропроводности обрабатываемых структур при ИЛТ
3.4. Зависимость интенсивности ионно-электронной эмиссии от технологических параметров процессов ИЛТ
Заключение
4. Построение феноменологических моделей возникновения ионно-индуцированных токов и токов вторичных электронов при ионноплазменной обработке материалов
4.1. Моделирование механизма возникновения и изменения ионно-

индуцированных токов в процессах ИЛТ и РИЛТ многослойных пленочных гетероструктур
4ЛЛ. Ионно-индуцированная проводимость пленок диэлектриков, возникающая при проведении процессов ионно-лучевого травления 4Л .2. Ионно-индуцированная проводимость диэлектриков при нанесении пленок ионно-лучевым и реактивным ионно-лучевым распылением 4Л.З. Механизм изменения ионно-индуцированного тока при ионной обработке тонкопленочных гетерокомпозиций
4.2. Уточнение модели вторичной электронной эмиссии с поверхности металлов и полупроводников при ионной бомбардировке
4.2.1. Энергия возбуждения электронов при неупругих атомных столкновениях
4.2.2. Вероятность выхода электронов с поверхности
4.2.3. Основные результаты моделирования и сравнение их с существующими моделями и экспериментальными данными Заключение
5. Исследование возможности использования электрон-электронной эмиссии для управления ионно-плазменными процессами формирования многокомпонентных пленок
5.1. Экспериментальное оборудование исследования вторичной электрон-электронной эмиссии
5.2. Закономерности взаимодействия электронного пучка с поверхностью твердого тела
5.3. Разработка теоретических основ электронно-эмиссионного способа контроля многокомпонентных кремнийсодержащих пленок
5.4. Расчет характеристик процесса рассеяния электронов низких энергий поверхностью многокомпонентных материалов

нием свойств вещества (распыление, создание радиационных нарушений, ионное легирование и т.п.)
Ионно-плазменная технология в настоящее время не только широко используется, но и бурно развивается. Большинство перечисленных практических приложений далеко не исчерпали всех возможностей этой технологии. Ряд этих возможностей находится на самой начальной стадии практического применения, и можно полагать, что дальнейшее развитие физики взаимодействия ускоренных ионов с материалами откроет новые перспективы методов ионно-плазменной обработки, особенно в нанотехнологии. Естественно, что использование электронных и ионных пучков в качестве технологического инструмента для изменения и контроля свойств объектов имеет свои недостатки. К ним в первую очередь следует отнести: относительную сложность и высокую стоимость оборудования и, соответственно, более высокие требования к квалификации обслуживающего его персонала; недостаточную изученность физических процессов, происходящих при взаимодействии ионов и электронов с материалами.
1.3 Применение эффектов ионной бомбардировки для контроля технологических процессов ионно-плазменной обработки
В соответствии с целью работы основное внимание уделено исследованию эффектов, которые имеют место непосредственно при ионно-плазменной обработке и могут быть использованы для ее контроля и управления.
Реализация типовых процессов ионно-плазменной обработки (травления и нанесения) осуществляется воздействием на материалы неактивных и химически активных атомных и молекулярных частиц плазмы, имеющих кинетические энергии, не превышающие нескольких килоэлектронвольт. Частицы, составляющие плазму, находятся, в основном, в возбужденном, диссоциированном и ионизированном состоянии.