автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Исследование температурных полей, напряжений и дефектрообразования в кремниевых структурах ИС при быстрой термической обработке некогерентным излучением
Автореферат диссертации по теме "Исследование температурных полей, напряжений и дефектрообразования в кремниевых структурах ИС при быстрой термической обработке некогерентным излучением"
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИЙ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ ТАГАНРОГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИ?! УНИВЕРСИТЕТ
На правах рукописи Для служебного пользования
Экз. № 13
УДК 621.382:621.373.820
АГЕЕВ Олег Алексеевич
'•СЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ, НАПРЯЖШй И ДЕФЕКТ00БА30ВАШЯ 3 КРЕМНИЕВЫХ СТРУКТУРАХ ИС ПРИ ИСТРОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ НЕКОГЕРЕНТШМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
Специальность 05.27.01 - твердотельная электроника,
микроэлектроника.
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Таганрог, 1995 г.
/У1
Работа выполнена на кафедре микроэлектроники и технологий больших интегральных схем Таганрогского государственного радиотехнического университета
Научный руководитель - доктор технических наук, профессор,
Д.А. Сеченов
Официальные оппоненты - доктор фазико-матеаатиче ских наук,
профессор, В.Н. Лозовский кандидат физико-математических , доцент, А.И. Норник
Ведущая организация - ПО "Алмаз", г. Ростов-на-Дону.
Защита состоится "1&" /¿¿2-У_1995 г. в Ы час&Омт.
на заседании специализированного совета ко присуждению ученой степени кандидата технических наук в Таганрогском государственной радиотехническом университете (г. Таганрог, пер. Не1фасовский, 44, ауд. Д-406)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.
Просим Вас принять участие в работе Совета или прислать отзые б двух экземплярах, заверенный печать» учреждения, по адресу: 347928, Таганрог ГСП-17, пер. Некрасовский, 44 Таганрогский государственный радиотехнический университет Ученому секретарю Совета
Автореферат разослан "/О" 1995 г.
Учений секретарь специализированного Совета К.063.13.02
канд. техн. наук, доцент
в.в. шэболкое
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Развитее микроэлектроники по пути меныаения элекэнтов ИС до субмикронных размеров определило начательный интерес к быстрой тер?.шческой обработке (БТО) »когерентным излучением, минимизирующей негативное влияние ысокой температуры на полупроводниковый кристалл.
БТО некогерентяым излучением применяется для в кристаллизационного отнята иовис-имплантированных слоев, жигания металлизации, формирования силицидов т> гоплавких еталлов и подзатворного диэлектрика. Однако широкое внедрение ¡ТО в технологию изготовления ИС сдерживается из за недостаточной кзученности процессов, происходящих в многослойных структурах при агреве излучением.
Наличие в структурах материалов с различными оптическими, епло-фюическими и $изико-механическими ' свойствами, :ериодичность структуры, анизотропия фкзико-мвханических свойств риводят к специфичным явлениям при поглощении излучения, армированию температурных полей, полей 'напряжений и ;ефектообразованию.
Кроме того, скоротечность процессов нагрева-охлаздения -риводат к формированию нестационарных градиентов температуры в структурах,, при этом возможно возрастание интенсивности ;ефектообразования. Таким образом, для использования БТО екогерентным излучением в технологии ИС необходимы рполнительнкэ исследования влияний БТО на кремниевца структуры и птимизация .режимов БТО структур ИС с учетом вшоперечисленншс акторов. '
Проблема анализа напряженного состояния крвкниэвых структур ри БТО является комплексной, ', и вкжочаэт ряд явлений, роисходящих при воздействии некогерентного излучения на ногослойнув структуру. Они . связанны со спецификой оздействуидегр излучения и свойствами обрабатываемых материалов. 1 связи с этим мозшо выделить следующее основные физические вления, которые необходимо рассмотреть при моделировании роцессов в кремниевых структурах при БТО некогерентным злучением:
-поглощение излучения; -формирование температурите полей;
ч
-генерация напряжений; .
-дефэктообразованив.
Кроме того, в микроэлектронике используются метода обработки в которых контролируемое введение дефектов кристаллическс структуры подложки приводит к улучшению электрических параметре активных элементов ИМС. При этом, дефекты кристаллическс структуры являются стоками для -атомов быстродиффундирунвд примесей (БДП) и точечных дефектов (ТД).
Это явление, связанное с дефектообразованием, тага необходимо принимать во внимание- при анализе напряженно! состояния кремниевых структур при БТО некогерентным излучение»
целью работы является исследование температурных полей г напряжений в кремниевых, структурах ИС при быстрой термическо} обработке. некогерентным излучением для выявления критически? режимов нагрева, приводящих к формированию дефектов структуры, I разработки метода генерирования структур ИМС с помощью БТО.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следуй® задачи:
-построить модель поглощения некогерентного излучения в многослойных кремниевых структурах;
-определить распределения температурных нолей в кремниевь структурах-различной топологии и состава при БТО некогерентным излучением,
-разработать коде ль расчета напряжений в кремниевых структурах;
-разработать методику оптимизации ре химов БТО кремниевых структур некогерентным излучением;
Кроме того, для достижения поставленной цели дополннтелы необходимо:
-разработать метод формирования геттерирувдих центров с помощью БТО некогерентным излучением;
-исследовать, эффективность разработанного метода генерирования;.
Научная новизна работы
-впервые изучена кинетика формирования температурных поле! обуславливающая возникновение градиентов температура в кремниевх структурах различной топологии и .состава в зависимости от режиме БТО некогерентным излучением;
-предложена математическая модель генерации полей напрякеш
5 кремниевых структурах при БТО некогерентннм излучением, при гомощи которой показано, что температурные шля генерируют 1апряжения, частично компенсирующие остаточные напряжения в годложке;
-установлено, что дефектообразование в подложке происходит в )бласти структуры, свободной от покрытий, расчитана и жспериментально подтверждена температурная зависимость критерия (вфектообразованяя. "
Практическая значимость
-разработки пакет программ, позволяющий оптимизировать режим 1Т0 кремниевых структур некогерентным излучением по распределению ■емпературн и напряжений в них, с учетом нелинейных оптических, •еплофизических и физико-механических свойств структуры, а так же «изотропии основных физических свойств материала подложки;
-разработаны методы генерирования структур ИМС с помощью агрева некогерентннм Ж излучением ( A.C. СССР N 1804241, олокительное решение по заявке N 5019196/25(060163) от 27.02.92);
Диссертационные исследования являются частью плановых аучно-исследовательских работ лаборатории новых технологий афедры Микроэлектроники и технологии больших интегральных схем аганрогского Государственного . Радиотехнического Университета, ыполяяемых в соответствии с Общегосударственной программой АН ССР' по теме: "Математическое моделирование процессов технологии олупроводниковых структур", расчитанной на период 1989-1995 гг.
Диссертационная работа выполнялась в рамках хоздоговоров (ш 13325, 13328, 13353, 13351), выполняемых в ТРТУ.'
Основные положения выносимые на защиту
-при БТО некогерентннм излучением кремниевых структур в них армируются статические и' динамические температурные пбля, при том значения традаентов температуры зависят от состава,- степени эоднородности структуры, и направления облучения; величина гатических градиентов температуры зависит от температуры нагрева, динамических от температуры и скорости нагрева;
-при. .БТО. вдкогерантным излучением в кремниевых структурах зрмирук/тся двумерные поля напряжений, суперпозиция которых с зтаточными напряжениями приводит к тому, что максимальные тачения нормальных компонент тензора напряжений достигаются в Зласти свободной от покрытий, а сдвиговых компонент тензора
напряжений - в области углов покрытия;
-дефектообразование в кремниевые структурах при ВТО некогерентным излучением происходит при превышении критической температуры, значение которой зависит от -топологии и состава структуры;
-напряжения, вызванные динамическими температурными полями в кремниевых структурах при БТО некогерентным излучением не приводят к пластической деформации материала подложки;
-при БТО некогерентным излучением кремниевой подложки с нарушенный слоем на нерабочей стороне, формируется область с высокой плотностью дислокаций, которая является высокоэффективным геттером БДП и ТД в активных элементах структур ИМС.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на зональной НТК "Обработка материалов высококонцентрированными источниками энергии" (г. Пенза, 1988), на международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук" (г. Москва, 1991 г.), на международной конференции Advanced and laser technologies AM?'92 (Г. Москва, 1991 г.), на Всеросийской НТК с международным участием "Актуальные проблемы твердотельной электроники й микроэлектроники" (г. Таганрог, 1994 г.), на - ежегодных научно-исследовательских и научно-метрдических конференциях, професорско-преподавательского состава, аспирантов и сотрудников ТРТИ (г. Таганрог, 1988-1994 гг.). *
Публикации. По .результатам диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ, получено три авторских свидетельства.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав,' заключения, списка используемых источников. Общий объем диссертации i79 стр., включая 71 стр. иллюстраций, 5" таблицы, 7 стр. библиографии.
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ'
В первой главе .проведен анализ, литературных источников, посвященных исследованию процессов, происходящих в • кремнии - и структурах на его основе' при воздействии некогерентного МК излучения.
Анализ поглощения кремнием излучения кварцевых галогенных
змп, спектр излучения которых лежит в диапазоне длин волн от 0.5 > 3 мкм с максимумом при 1.1 мкм, показал, что необходимо и зстаточно учитывать два механизма поглощения - собственное и на юбодных носителях. При этом имеющиеся модели, которые описывают жшцение излучения в многослойных структурах либо применимы элько для когерентного излучения, либо носят описательный зрактер и их трудно применить в реальних расчетах.
Большинство работ, посвященных расчету температурных полей я земшевых структурах при нагреве некогербитным излучением граничизаются рассмотрением распределения температуры по толщине груктуры, при этом используется предположение о непрерывности зогослойных покрытий. Результаты расчетов свидетельствуют о том, го для режимов, используемых при ВТО (длительность импульса злучения «Ю1 с, температура нагрева до 1400 °С) различных по уставу кремниевых структур, градиент температуры' по толщине груктурн отсутствует.
Практически отсутствуют работы, посвященные важному случаю эмпературных шлей в структуре с разрывом сплошности аогослойных покрытий, и в частности при БТО кремниевых структур э сложной топологией. Имещиеся немногочисленные работы носят ценочный характер и не принимают во внимание различие оптических войств областей структуры, а также перераспределение температуры плоскости структуры.
Работы, посвященные изучению напряжений в кремниевых эдложках вблизи разрыва сплошности пленочных покрытий ассматривают в основном распределение остаточных напряжений по олщине подложки.
Работы посвященные исследованию напряжений в структурах при ермообработка рассматривают нагрев без градиентов температуры в труктуре, размеры которой в плоскости х-у бесконечно большие. Т. . имещиеся математические модели расчета полей напряжений в ремниевых структурах непригодны для анализа 1 напряженного остояния в условиях скоротечного нагрева-охлаждения со начительннми температурными градиентами в плоскости структуры ложной топологии.
Анализ дефектообразоваяия в кремниевых структурах при БТО екогерентным излучением показывает, что наиболее вероятным вляется генерация термопластических дефектов при превышении езультирувдими сдвиговыми напряжениями 1фитической величины, при
этом дислокации приводят к деградации ¿ктет-шс. элементов Ж Одаако, некоторые свойства дислокаций (ускоренная диффузия аток примеси по дислокационным трубкам, сегрегация точечных дефекте анизотропия проводимости) позволяют использовать их для экстракт атомов БДП и.ТД из областей, где сформированы активные элементы ИКС.
В заключительном раздела первой части проводится анад возможности формирования областей с высокой плотностью дислокаи с помощью ВТО некогерентным излучением.
Во второй главе с помощью разработанной математической моде анализируется кинетика формирования температурных полей плоскости кремниевых структур различных по размерам, топологи составу, при различных режимах обработки. В модели учитывают нелинейные температурные зависимости тсплофизических свойс материалов структуры.
^чет нелинейного характера поглощения некогерентного излучения проводился путем введения интегрального коэффициен поглощения а , который соответствует доле поглощенного структур излучения и зависит от температуры, а так же физических свойств геометрических размеров структуры.
В частности, для области структуры, состоящей из подложки с сформированным диффузией слоем, вид зависимости А^Т) сильн зависит от соотношений концентраций примеси (и , лг) и толщи й.) в подложке и слое. В частности, при Не=1 -Ю15см~ мг=1»Ю см-3, <1в=380 мкм, вид зависимости А^(Т) зависит о толщины диффузионного слоя. При- <1£=0 (т.е. подложка бе диффузионного слоя) А^Ш монотонно 1>озрс:стает от 0.24 до 0.32 однако при температуре «550 К, когда начинает доминироват поглощение на, свободных носителях, А^ДТ) резко возрастает, начиная с температуры «900 К остается постоянной (0.78). При & = мкм, в диапазоне температур 300-900 К а^СТ) монотонно возрастав от 0.5 до 0.78; а- при а.{=10 мкм а^О.78 и независит о температуры, т.е. структура перестает пропускать некогерентное Я излучение при низких температурах. В случае увелачени концентрации примеси в диффузионном слое до 1•102Ос^"? (параметр подложки остаются неизменными) структура перестает пропускэт некогерентное излучение уже при ^=1 мкм.
Поглощение излучения в -области структуры, покрытой ело металла определяется коэффициентом его отражения.
Анализ зависимости А^Т) для области структуры покрытой г 1Пг' показывает, что Аь зависит как от температуры, так и от толщины чслоя 5Юг. При этом, хотя вид зависимости а^(Т) областей покрытых диоксидом и свободных от покрытий одинаков, в областях покрытых ЭЮг наблюдается более интенсивное поглощение некогерентного излучения (ни 30% выше при температуре более 900 К).
Анализ кинетики формирования температурных полей при БТО нехогерентным излучением кремниевых структур показал, что .формируется два типа температурных полей: динамические, на этапе нагрева, и статические, на этапе стабилизации температуры. Величина статических градиентов температуры зависит от температуры обработки, степени заполнения структуры пленкой и направления облучения, а динамических кроме того и от скорости нагрева, причем величина динамических градиентов температуры не превышает статических если скорость нагрева при БТО не превышает критической.
При БТО кремниевых структур были выделены две разновидности режимов обработки: мягкий, который реализуется в случае, когда плотность мощности воздействующего излучения не изменяется со временем; и жестка', который соответствует случаю, когда при достижении заданной температуры плотность мощности источника излучения уменьшается до значения, обеспечивающего поддержание заданной температуры. Жесткие режимы обработки характеризуются большими по сравнению с мягкими режимами динамическими градиентами температуры.
Исследование показали, что в случае, когда поверхность структуры частично заполнена пленкой металла, статические градиенты температуры шке: на ЗОЙ при снижении степени заполнения в два раза; на 60% при облучении структуры с обратной стороны. В тзкой структуре динамические градиенты температуры преобладают над статическими при превышении^ критической скорости нагрева («50 град/сек).
Особенностью БТО структуры, на части которой находится область, сформированная диффузией, является отсутствие статических градиентов температуры, а величина динамических градиентов •'"-■шгературы затаит от скорости пагрева- Динамические гр^тислты • '-мггэратуры пр:! что с обратной стсрони структуры, повуркнос гь ••• •"-•пой частечтъ загслнена пленкой &Юг отсутствуют.
Особенное^ ь» ■гемце^ач.ур;.^/. пол^й в плоскости расекогреш1ЫХ
1о
' / структур является увеличение градиента температуры на границе областей, покрытых пленкой и свободных от покрытий.
В третьей главе проведено моделирование распределения компонент тензора напряжений в кремниевых структурах при Б10 некогерентным излучением.
Для учета напряжений в подложке, возникающих из-за наличия на ее поверхности пленки с физико-механическими характеристиками, отличными от подложки, и неоднородного распределения температуры в структуре предложена квазидинамическая модель, которая позволяет расчитать распределение компонент тензора ^напряжений в структуре по распределении температуры и фззкко-механических параметров материалов, входящих в состав структуры в фиксированный момент времени.
Структура рассматривается в качестве пластины с закрепленными краями, в которой расчитывается распределение функции напряжений Эри путем решения бигармонического уравнения. Значения компонент тензора напряжений определяются соответствующими частными производными. Данная модель позволяет учесть напряжения, вносимые при формировании пленки и за счет расширения материала подложки при нагреве.
Для большей наглядности представления результатов расчетов была разработана! специальная программа, формирующая карты линий равных значений компонент тензора напряжений.
Анализ результатов расчетов показал, что в кремниевых структурах при ВТО некогерентным излучением формируются поля напряжений сложного, двумерного характера. Имеет место частичная компенсация остаточных напряжений в структуре и концентрация нормальных компонент тензора напряжений на середине грани структуры в области сзободной от покрытий, а сдвиговых компонент тензора напряжений в области углов пленочного покрытия.
Увеличение степени заполнения структуры не оказывает существенного влияния на характер распределения компонент тензора напряжений, а приводит лишь к снижению максимального значения нормальных компонент, тензора напряжений и увеличению значения сдвиговой компоненты.
Значения компонент • тензора напряжений, вызываемых динамическими температурными полями по порядку величины совпадают со значениями компонент тензора напряжений, вызываемых статическим!! температурными полями.
Температурная зависимость критического напряжения оБ, при зевышении которого возрастает вероятность пластической ¡формации материала подложки расчитывалась по формуле, скорректированной в соответствии с особенностями режимов ВТО. эоме того, приведены выражения для определения результирующих Евиговых напряжений, с учетсм особенностей кристаллического [роения кремния. Когда величина критерия дефектообразования, вставляющего собой отношение максимального значения ¡зультирухвдих сдвиговых наряжений )Бтзх) к критическому шряжению ов, превышает еденицу, в кремниевой подложке начинают армироваться термопластические дефекты.
Анализ распределения значения критерия дефектообразования в юскости структуры различного состава и топологии показал, что ¡нерация термопластических дефектов происходит в области груктуры, свободной от пленочных покрытий.
Исследования различных режимов БТО кремниевых структур жазали, что в моменты времени соответствующие максимальным ¡ачени.ш динамических градиентов температуры величина критерия ¡фохтообразования не превыЕает О.1. Это происходит главным 5разом за счет того, что динамические температурные шля ' армируются при абсолютных значениях температуры около 750 К, при >торой значение ов значительно больна |Бтах|. Поскольку задиенты температуры в динзмических температурных полях при БТО юмниевых/ структур зависят от скорости нагрева, то формирование ¡рмопластических дефектов в структурах не зависит; от скорости ¡грева в рассматриваемом диапазоне режимов БТО.
Исследования показали, что формирование термопластических ¡фактов ' в кремниевых структурах при БТО зависит только от жсимальной' температуры нагрева, причем существует критическая ¡мпература, при превышении которой возрастает вероятность ¡нерации термопластических --'дефектов. Значения критической ¡мпературы для кремниевой ", структуры, поверхность которой ютично заполнена слоем БЮг не зависит от направления облучения составляет 1375 К при 25% заполнении структуры диоксидом и 1350 при 50% заполнении.
Данные вывода Сят подтверждены в ходе экспериментальных следований методами металлографии.
Для структуры, поверхность которой частично, покрыта слоем ¡талла основные закономерности распределения компонент тензора
напряжений и критерия дефектообразования остаются без изменений. Значение критической температуры составляет 1350 К при 25% и 1300 К при 50% заполнении. Для структуры, содержащей диффузионную область при ЕГО некогерентным излучением формирования термопластических дефектов за счет температурных градиентов не происходит.
в четвертой главе проведены разработка и исследование метода формирования стоков ТД и БДП при ВТО некогерентным излучением.
Обработкой методами металлографии и последующим наблюдением в растровом электронном Микроскопе установлено, что БТО некогерентным излучением 1фемниевых пластин с нарушенным слоем на нерабочей стороне приводит к формированию слоя с высокой плотностью дислокаций, которые являются высокоэффективными стоками БДП и ТД. Нарушенный слой формировался путем скрайбирования поверхности пластин кремния ориентации (100) в двух взаимно-перпендикулярных направлениях типа <П0>. Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены основные закономерности и оптимальные режимы формирования дислокационных областей в объеме кремниевой пластины.
Теоретически обоснована возможность генерирования структур ШС, предварительно изготовленных на рабочей ртороне пластины, с. помощью дислокационной структуры, сформированной ВТО некогерентным излучением. В частности расчеты показали, что генерирование приводит к снижению концентрации атомов Си на 35%, a Ni на 35%, что положительно сказывается на параметрах элементов ИУС.
Подтверждение эффективности генерирования структур ШС с помощью БТО проводилось путем измерения и анализа вольт-фарадных характеристик (ВФХ) тестовых МОП конденсаторов и вольт-амперных-характеристик (ВАХ) тестовых р-п переходов на специально изготовленных измерительных установках. Тестовые приборы формировались по стандартной технологии изготовления йМс на пластинах кремния марки КДБ-12 ориентации (100). Затем проводились измерения характеристик тестовых приборов, ' далее на половине пластины формировался нарушенный слой, а вторая половина оставалась контрольной. После этого проводилась ВТО пластины и измерение параметров приборов. Режимы формирования нарушенного слоя и БТО использовались из данйых предшествующих экспериментов и теоретических расчетов.
Статистическая обработка результатов экспериментов показала,
что в результате генерирования у тестовых МОП конденсаторов происходит снижение плотности поверхностных состояний на границе раздела Si-Si02 с 1.56-1012 см~гэВ"1 до 5.6-Ю1' ем~гэВ~1, а величина свободного заряда в окисле снижается на г.15-10"7 Кл-см2 (на ЗЗЖ). У тестовых р-n переходов среднее значение пробивных напряжений на уровне тока 0.5 шА увелкчилось с 72 В до 120 В, а среднее значение токов утечки при Uo=10 В снизилоось с 8.3 мкА до 113 нА.
Высокая эффективность разработанного метода генерирования структур ИМС определяется тем, что области с высокой плотностью дислокаций формируются на заключительных этапах изготовления ИМС (перед нанесением металлизации), при отом происходит генерирование полностью сформированных структур ТМС.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
1. Разработана модель поглощения некогерентного Ж излучения в многослойных кремниевых структурах, с учетом температурных и спектральных зависимостей свойств материалов. Установлено, что в структурах с диффузионной областью, доля поглощенного излучения зависит от соотношений толщин и концентраций примеси в подложке и слое. Для структуры, состоящей из слоя ЗЮг толщиной до 3 мкм, нанесенного на кремниевую подлохку, обнаружена периодическая зависимость доли поглощенного излучения, от толщины слоя диоксида, период составляет ~0.75 мкм.
2. Построена математическая модель БТО яексгерентным ИК излучением различных по составу и топологии крешиевнх структур, с учетом различия оптических и нелинейности теплофизических свойств материалов. Установлено, что в плоскости структур формируются статические и динамические температурные " поля, Евличины температурных градиентов зависят от степени заполнения структуры и стороны, с которой происходит'' облучение. Кроме того, величина статических градиентов температуры зависит от, температуры обработки, а динамических от температуры и скорости нагрева.
3. Разработана матеметическая модель формирования полей напрянений в многослойных структурах при нагреве некогерентным ИК излучением с учетом неоднородных температурных полей и различия физико-механических свойств материалов структуры. Установлено, что напряжения, которые при этом генерируются компенсируют остаточные напряжения в структуре. Максимальные значения нормальных компонент
if
тензора наряжений достигаются- на середине грани структуры в области свободной от покрытий, а' сдвиговых - в области- углов Пленочного покрытия.
4. Предложена методика оптимизации режимов быстрого нагрева некогерентным ИК излучением кремниевых структур, которая использует разработанные модели, а так кв' учитывает особенности дефектообразования в кремнии (анизотропия физико-механических свойств и нелинейную зависимость критического напряжения от температуры) •
Установлено, что дефектообразование в структурах ИС при БТО, в рассматриваемом диапазоне скоростей нагрева (50-300 град/с), зависит только от температуры нагрева. Для структур различного состава и геометрии определены критические температуры, при превышении которых происходит, генерация дислокаций. Кроме того, установлено, что генерация дислокаций происходит в областям свободных от пленочных покрытий.
Результаты расчетов оптимальных режимов подтверждены экспериментальными исследованиями.
5. Экспериментально исследована возможность управляемого формирования областей с повышенной концентрацией дислокаций в кремниевых пластинах при БТО некогерентным' ИК излучением. В результате исследований эффективности геттерируюцего воздействия этих-областей на тестовые структуры наблюдалось:
-у тестовых МОП структур снижение плотности поверхностных состояний на границе раздела Si-Si02 в 3 раза,.свободного заряда в окисле на 35%; ,
-у тестовых р-n переходов увеличение пробивных напряжений при уровне тока 0.5 пА с 72 В до 120 В и снижение токов утечки при ХЬ=Ю В с 8.3 мкА до 113 нА,
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ
1. Сеченов Д.А., Светличный A.M., Бурштейя В.М., Мачульсюй И.В., Поляков В.В., Соловьев С.И., Агеев O.A. Вакуумная устаковк: импульсной термической обработки ИТ0-18МВ. // Электронная промышленность, 1991, If 2, с.6-7.
Z. Сзченов Д.А., Светличный А.Ы., Соловьев С.И., Агеев О.А Влияние скорости нагрева • на возникновение термонапряжений i кремниевой пластине при быстром отккге.// ФизХОМ, 19С2, N 5 с.46-52.
3. Сечеь.ч Д.А., светличный A.M., Атеев O.A., йлово А.Г оделирование температурных полай в полупроводниковых структурах ра быстром термическом отжиге. //ФнзХОМ. i994. н 2, с.33-38.
4. Агеев O.A., Кравченко A.A., Чередниченко Д.и. Изменение одеркания щелочных ионов в приповерхностных с ><оах силикатных тэкол при электронно-лучевой обработке. // Физика и химия стекла, 989, Т. 15, N 5, с.'780-733,
5. Сеченов-Д.А., Светличный A.M., Агеев O.A., Королев C.B. даяние быстрого отжига на формирование геттора в шупроводниксвых структурах. //Сб. научных трудов института кологии, Баку. 1994, 0.73-76.
6. Сечекгв Д.А., Овьтличный A.M., Агеев O.A., Клово А.Г. дияние скорости нагрева чч распределение температуры в шупроводникогснх структурах при остром термическом отжиге.>//СО. аучных трудо!. "Актуальные проблемы микроэлектроники"', Таганрог, 994, ;.ыл. 2, ' .3-9.
7. Сеченог Д.А.,, Светличный A.M., Соловьев С.И., Агеев O.A. ¡оделирование гемпературннх нолей к термонапряжений при импульсной ■ермич^ской ^работке пластан кремния.// Сб. трудов международной юнферешдаи "Актуальные проблемы фундаменталиста наук", 1991, 28 (КТ.-З нояб., Москва, с. -Я 42.
8. Sechenov D.A., i'v«tíicî>rc-' A.M., Ageev O.A. Gettering of ¡emiconduotor structures ï-y pulsed unooherenoe irradiation. // nteroational ocnferenoe сл aàvAnoed and laser technologies ЛЛУ92, 1992, 8-11 Sept., Uo-^or, p. 4, p. 133.
9. Сеченов Д.А., Светличный A.M., Агеев O.A. Генерирование юлупроводниковых структ^; с помощью установки импульсного :агрс<ва. //Сб. грудой 38-й научно-технической ■ и ;аучно методической конференции ТРТИ, посвященной 40 летаю •снования института, Таганрог, 1992,- с. 37.
Ю. Сеченов Д.А., Агпвв O.A., Клово А.Г. Термоупрутие гапряжения в полупроводниковых структурах при ишульсной •ермообработке некогерентным ИК излучением. //Сб. трудов :серосийской НТК о международным участием "Актуальные проблемы *вердотельной электроники к микроэлектроники", ч. 2, Таганрог, 994 ?6-29 кжня, с. 25.
11. СЕвтличный A.M., Areen O.A. Оптимизация режимов лазерного ¡агрева поллзг.оводашоваа. структур, //(там га), с. 26.
.V.Í-C?. O.A., Кравченко A.A., Чередниченко Д.И. Анализ
термохимических процессов при Обработке щелочносиликатных стекол электронным лучем.// Тезисы докл. на зональную НТК "Обработка материалов высококонценгр^ованными источниками энергии", 1988, 24-25 октября, Пенза, с. 74 76.
13. Сеченов Д..А. , Светличный A.M., Соловье» С.И., Агеев O.A. Способ изготовления ЯМС // A.C. СССР N 180424t, ?991
14. Сечено» Д А., Светличный A.M., Солоы,"?; С.И , Агеев O.A. Способ генерирования структур ИМ' // Положительно« решение по заявке N 50i9199/25 {.060 ?•.-;..) от 27.02.92.
15. Сеченов Д.Л., =»;личный A.M. Агеев (; А. Устройство стерилизации медицинско инструмент-.. //' А,С. СССР л 1750691 А1, 1989.
ОП ТРТУ. Зек 2ОТ Тир. 60 |99/:.
-
Похожие работы
- Исследование влияния конструктивно-технологических факторов на напряженно-деформированное состояние кремниевых упругих чувствительных элементов интегральных датчиков
- Влияние импульсного светового воздействия на физические свойства приповерхностных слоев полупроводников
- Формирование мелкозалегающих легированных слоев в кремнии диффузией из поверхностного источника в условиях быстрой термической обработки
- Повышение механической прочности кремниевых пластин путем снижения трещинообразования при их изготовлении
- Кремниевые микроэлектронные преобразователи магнитного поля на основе эффекта Холла
-
- Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах
- Вакуумная и плазменная электроника
- Квантовая электроника
- Пассивные радиоэлектронные компоненты
- Интегральные радиоэлектронные устройства
- Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники
- Оборудование производства электронной техники