Моделирование и оптимизация параметров технологических процессов химического осаждения тонких пленок из газовой фазы в производстве приборов электронной техники

• Автор: Каратунов, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ТОНКИЕ ПЛЕНКИ В КОНСТРУКЦИЯХ ЭЛЕМЕНТОВ БИС И СБИС И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ИХ ПРОИЗВОДСТВА .
1.1. ТОНКИЕ ПЛЕНКИ В КОНСТРУКЦИЯХ ЭЛЕМЕНТОВ БИС И СБИС СОСТАВ, СВОЙСТВА, НАЗНАЧЕНИЕ И

ВОЗМОЖНОСТИ ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ИЗ ПАРОГАЗОВОЙ ФАЗЫ.

1.2. Оборудование для нанесения тонких пленок методом химического осаждения из

ПАРОГАЗОВОЙ ФАЗЫ. .

1.3 Кластерное оборудование

1.4 Краткие выводы к главе

ГЛАВА И. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА МАТЕРИАЛОВ И ПРИБОРОВ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ, БИС И СБИС
2.1 Рать И ЗНАЧЕНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ В РАЗВИТИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАТЕРИАЛОВ И ПРИБОРОВ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ, БИС И СБИС

2.2 Математическая модель технотогнческого процесса ионноплазменного магнетронного

ОСАЖДЕНИЯ.
2.3. ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ . ОБЩИЙ ПОДХОД К ПОСТРОЕНИЮ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОСАЖДЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК
ГЛАВА III. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ.
3.1 ПОСТАНОВКА ЗАДА ЧИ.
3.2 Химическая кинетика процесса осаждения
3.3 РЕАКТОР, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА, УРАВНЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА.
3.4 Аналитическая модель осаждения пленки при реакции первого порядка.
3.5 АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОСАЖДЕНИЯ ПЛЕНОК ПРИ РЕАКЦИИ ВТОРОГО ПОРЯДКА.
3.6 Аналитическая модель процесса осаждения в партии пластин при химической реакции
ПЕРВОГО ПОРЯДКА
3.7 Аналитическая модель процесса осаждения в партии пластин при химической реакции второго порядка. .
3.8 Краткие выводы к главе III
ГЛАВА IV. АНАЛИЗ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ И УСЛОВИЙ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ.
4.1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НЕОДНОРОДНОСТИ толщины ПЛЕНКИ.
4.2. АНАЛИЗ НЕОДНОРОДНОСТИ ТОЛЩИНЫ ОСАЖДЕННОЙ ПЛЕНКИ ПО ПЛОЩАДИ ПЛАСТИН
4.3. Анализ неоднородности толщины осажденной пленки в партии пластин
4.4 АНАЛИЗ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ КОНСТРУКТИВНЫХ ФАКТОРОВ ПРОЦЕССА ОСАЖДЕНИЯ.
4.5 Анализ выполнимости условий минимальной неоднородности толщины пленок
4.6 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПОНИЖЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЦЕССА ОСАЖДЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК. .
4.7. АНАЛИЗ АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛИ.
4.8. Краткие выводы к главе IV. Характер и степень влияния параметров процессов на скорость и РАВНОМЕРНОСТЬ ОСАЖДЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Третья международная научнотехническая конференция Электроника и информатика XXI век, Зеленоград МГИЭТ ТУ, г. Международная научнотехническая конференция Российская научная школа молодых ученых и специалистов Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий, МоскваМГИЭМСочи, г. Девятая всероссийская межвузовская конференция студентов и аспирантов Микроэлектроника и информатика , Зеленоград, МГИЭТ ТУ, г. Четвертая международная научнотехническая конференция Электроника и информатика , ЗсленоградМосква, МГИЭТ ТУ, г. Десятая всероссийская межвузовская конференция студентов и аспирантов Микроэлектроника и информатика , Зеленоград, МГИЭТ ТУ, г. Публикации, результаты диссертационной работы опубликованы в двух статьях двух межвузовских сборников Научные основы разработки технологий и оборудования микроэлектроники г. Научные основы разработки технологий, материалов, приборов и систем электронной техники г. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, содержит рисунок, 3 таблицы, список используемой и цитируемой литературы из наименований. Глава I. Тонкие пленки в конструкциях элементов БИС и СБИС и технологических процессах их производства. Тонкие пленки в конструкциях элементов БИС и СБИС состав, свойства, назначение и возможности химического осаждения из парогазовой фазы. Тонкие пленки различных материалов являются неотъемлемой составной частью конструкции элемеггов БИС и СБИС, выполняя функции диэлектрической изоляции элементов, проводников разводки, зашиты от внешних воздействий. Прежде всего, это относится к пленкам 8Ю2, Б1зЫ4, пленкам поликристаллического кремния, пленкам фосфоросиликатного стекла ФСС, пленкам алюминия, пленкам тугоплавких металлов У, Мо, ТС и их силицидов. На рис 1. БИС, выполненного по изопланарной технологии, часть пленок которого БЮг, зН4, ФСС и пзпитаксиальный слой получены методом химического осаждения из газовой фазы. На рис 1. ППЗУ на МДПструктурс 1, в котором пленки поликристаллического кремния, пленки ЗЮ2, ФСС и Б1зН4 нанесены методом химического осаждения из газовой фазы. Пленки БЮз, полученные методом химического осаждения из газовой фазы по качеству проигрывают пленкам , полученным методом термического окисления монокристалличсского кремния и даже поликристаллического кремния. Поэтому подзатвориый и межзатворный диэлектрик в МДПмикросхемах методом химического осаждения из газовой фазы не формируют, предпочитая термическое окисление. Однако, поскольку метод химического осаждения проводится при сравнительно низкой температуре см. Табл. БИС и СБИС для межэлементнои изоляции, межэлектродной изоляции, межуровневой изоляции в многоуровневой разводке рис 1. В процессах диффузии примесей в кремний широко используются химическое осаждение из газовой фазы пленок Вз и Р2О5 2 для создания источника примеси. Эти окислы, реагируя с кремниевой пластиной, образуют ФСС и боросиликатное стекло БСС с элементарными Р и В. Помимо этого, ФСС в современных БИС используют для планаризации рабочей поверхности БИС и для связывания атомов щелочных металлов в окисле, понижая его встроенный заряд. Пленки 8Ю. ФСС и БСС наносятся на поверхность кремниевых пластин из газовой фазы с применением нескольких химических реакций. Поскольку эта реакция протекает с заметной скоростью даже при температуре ниже 0С, сс можно использовать как при нормальном, так и при пониженном давлении. Рис 1. Вертикальная структура интегрального биполярного транзистора 1 защитная пленка Бз, 2 второй уровень А1 разводки, 3 первый уровень А1 разводки, 4 пленка БзИд, 5 пленка изопланарного изолирующего окисла, 6 пленка 8Ю пленка 8Ю2 и ФСС для межуровневой изоляции, 8 эпитаксиальный слой птипа, 9 п скрытый слой, кремниевая подложка р типа. Рис 1. Вертикальная структура памяти элемента ППЗУ на МДПтранзисторах 1 пленка 8 межуровневый диэлектрик, 2 защитная пленка 8зИ4, 3 пленка ФСС, 4 легированная пленка поликремния первый уровень разводки, 5 и 6 пленки поликремния управляющего и плавающего затворов, соответственно.