Особенности распределения компонентов в наноразмерных структурах, выявленные методом вторично-ионной масс-спектрометрии

• Автор: Молоканов, Олег Артемович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 152 с.

Введение

1. Методика исследований методом вторичноионной масс

спектрометрии и используемая аппаратура.

1.1. Методические особенности исследования поверхностного слоя материалов с помощью ВИМС

1.1.1. Взаимодействие ускоренных ионов с веществом мишени

1.1.2. Распыление мишени при ионной бомбардировке.

1.1.3. торичная ионная эмиссия

1.2. Применения ВИМС для анализа поверхности и приповерхностных слоев материалов

1.2.1. Исследование поверхности.

1.2.2. Глубинные профили концентрации.

1.2.3. Распределение частиц по поверхности, микроанализ и объемный анализ

1.3. Методика количественного анализа методом ВИМС поверхностного слоя образцов.
1.3.1. Профили распределения концентрации компонентов по глубине
1.3.2. Приборные факторы, влияющие на разрешение по глубине
при построении профилей концентрации.
1.3.3. Влияние ионноматричных эффектов на разрешение по глубине при построении профилей концентрации.
1.4. Аппаратура, применяемая для ВИМС.
1.4.1. Общее устройство установки для ВИМС
1.4.2. Установки для решения частных аналитических проблем
1.4.3. Установки, позволяющие получать сведения о распределении компонентов по поверхности.
1.4.4. Установки с прямым изображением
Выводы из 1 главы.
2. Вторичноионный массспектрометр МС и его модернизация для анализа наноструктурных полупроводниковых материалов
2.1. Массспектрометр вторичных ионов МС
2.2. Модернизация массспектрометра МС для анализа наноструктурных полупроводниковых материалов
2.2.1. Стабилизация тока первичных ионов на образец.
2.2.2. Компенсация статического заряда
2.2.3. Расширение диапазона исследуемых масс
2.2.4. Логарифмирование выходного сигнала.
2.2.5. Ячейка для напуска кислорода.
2.2.6. Уменьшение эффекта стенок кратера
2.2.7. Дополнительные камеры для технологических операций по приготовлению образцов
2.2.8. Аттестация вторичноионного массспектрометра КБГУ
Выводы из 2 главы.
3. Результаты исследований профилей распределения компонентов в полупроводниковых наноразмерных структурах
3.1. Исследования методом ВИМС влияния химической обработки и ионной имплантации на степень загрязнения кремниевых пластин
3.2. Исследование распределения алюминия, внедренного в кремний .
3.3. Исследование распределения бора и атомов отдачи алюминия, одновременно имплантируемых в кремний
3.4. Профили распределения элементов врробласти при формировании пролетных областей ЛПД.
Выводы из 3 главы.
4. Исследования распределения компонентов в наноразмерных системах
металлполупроводник
4.1. Сегрегация бора и фосфора на межфазной границе металлическая пленка кремний.
4.2. Влияние процесса силицидообразования на перераспределение примеси бора в системах Ив и ТБ.
4.3. Перераспределение легирующей примеси в системе металлическая пленка легированный бором кремний.
Выводы из 4 главы.
Основные выводы.
Литература


Впервые экспериментально изучено перераспределение легирующей примеси полупроводника в процессе роста силицида металла на границе металлическая пленка кремний. Разработана методика и получен патент на способ определения толщины и скорости роста силицидных нанослоев, формирующихся в зоне раздела металлическая пленка кремниевая подложка, по данным сегрегации легирующих примесей полупроводника на межфазных границах кремний силицид металла металл. Усовершенствованный массспектрометр МС применяется для выполнения научноисследовательских работ и в учебном процессе на факультете микроэлектроники и компьютерных технологий КабардиноБалкарского государственного университета в лабораторном практикуме, в научноисследовательской работе магистрантов и аспирантов, а также при выполнении курсовых и выпускных квалификационных работ специалистов и магистров. Полученные в работе научные результаты по исследованию распределения и перераспределения компонентов в наноразмерных структурах, формируемых в технологических процессах создания изделий микро и наноэлектроники, а также изделий вакуумной микроэлектроники, внедрены в производство сверхбыстродействующих цифровых ТТЛШ И С, мощ
ных высоковольтных транзисторов, лавиннопролетных диодов миллиметрового диапазона и других в ОАО СКБ Элькор, ОАО НЗПП г. Нальчик и в производство мелкоструктурных микроканальных пластин нового поколения для техники ночного видения в ООО ВТЦ Баспик г. Владикавказ. Усовершенствование вторичноионного массспектрометра МС, позволившее проводить исследования качественного и количественного состава наноразмерных структур на поверхности материалов проводящей, полупроводниковой и диэлектрической природы в расширенном диапазоне масс и с дополнительными функциональными возможностями. Особенности перераспределения легирующих примесей бора и фосфора в результате их сегрегации на границе раздела кремния с металлической пленкой алюминия, титана, хрома, никеля, молибдена и вольфрама при различных температурах. Специфика перераспределения легирующей примеси полупроводника в процессе роста силицида металла на границе кремния с металлической пленкой никеля и титана. Влияние процесса силицидообразования на перераспределение легирующей примеси бора в системах металлическая пленка кремний. Методика определения толщины и скорости роста наноразмерных силицидных слоев, формирующихся в зоне раздела металлическая пленка кремниевая подложка, по данным сегрегации легирующих примесей полупроводника на межфазных границах кремний силицид металла металл. Автору принадлежит разработка принципиальных электрических схем, а также конструкций устройств по усовершенствованию массспектрометра МС. В статьях, опубликованных с участием автора и в полученных патентах, соавторам принадлежат приблизительно равные доли творческого участия. Все сделанные в настоящей работе выводы принадлежат автору. Основные результаты, полученные в работе, докладывались на 1й иодотраслевой научнотехнической конференции молодых ученых и специалистов Нальчик, VIм Всесоюзном семинаре Вторичная ионная и ионнофотонная эмиссия Харьков, октября г. Российской научной конференции Приборы и техника ночного видения Нальчик, июля г. Российской межотраслевой научной конференции Тспломассоперенос и свойства жидких металлов Теплофизика Обнинск, октября г. IIIей Международной научной конференции Химия твердого тела и современные микро и нанотехнологии Кисловодск, сентября г. IVой Международной научной конференции Химия твердого тела и современные микро и нанотехнологии Кисловодск, сентября г. Автор выражает глубокую благодарность всем своим учителям и коллегам, с которыми связывает более чем летнее творческое общение и более чем летние совместные исследования, за их помощь, поддержку и одобрение научному руководителю работы профессору Кармокову А. М. за его руководящее начало, постоянное внимание и настойчивость сотрудникам СКБ Элькор за подготовку образцов, обсуждение результатов и использование этих результатов в своих разработках коллегам по факультету микроэлектроники и компьютерных технологий за полезные обсуждения, критику и замечания по работе.