автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Моделирование и оптимизация параметров технологических процессов химического осаждения тонких пленок из газовой фазы в производстве приборов электронной техники

На правах рукописи

Каратунов Юрий Владимирович

I

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

Специальность 05.27.06 - Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2003

Работа выполнена на кафедре микроэлектроники Московского государственного института электронной техники (Технического университета)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, Л.А. Коледов.

Официальные оппоненты:

- Доктор технических наук, профессор В.З. Петрова

- Доктор технических наук, профессор В.П. Лаврищев

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт материаловедения им. А.Ю. Малинина

Защита состоится "_"_2003 г. в 14ч ЗОмин

в аудитории 3103 на заседании диссертационного совета Д212.134.03 при Московском государственном институте электронной техники (ТУ) по адресу 124498, Москва, К-498, г. Зеленоград, МГИЭТ (ТУ)

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке МГИЭТ (ТУ)

Автореферат разослан "_"_2003г.

Соискатель ^ - 1

Ученый секретарь диссерта

совета, д.т.н. профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Моделирование процессов во всех сферах производственной деятельности человеческого общества - быстро расширяющаяся область науки. Количество научных работ, посвященных этому вопросу в последнее время, чрезвычайно велико и быстро растет.

Моделирование сравнительно более дешевый и в о [ношении затрат времени более быстрый процесс, нежели натурное моделирование. Моделирование технологических процессов стало столь же распространенным, как и схемотехническое моделирование и моделирование -элементов, компонентов и приборов электронной техники. Все дело в том, что для расчетов реальных параметров приборов необходимо иметь входную информацию, основанную на знании параметров реальных технологических операций и их сочетания. Точность расчетов определяется адекватностью физико-математических и физико-химических моделей технологических процессов

Наибольшие успехи к настоящему времени достигнуты при моделировании таких операций производства изделий электронной техники и изделий микроэлектроники как эпитаксия, окисление кремния, диффузия, ионное легирование, термовакуумное и ионно-плазменнос напыление, литографические операции. Все более новые и все более совершенные и точные модели указанных технологических операций предлагалось по мере развития и применения этих операций в качестве составляющих различных технологических маршрутов в высоких электронных технологиях. Существует даже некоторая закономерность чем раньше изучена и освоена та или иная технологическая операция, тем более совершенна соответствующая ей модель, как правило прошедшая несколько стадий модификации.

Химическое осаждение тонких пленок из газовой фазы для большого числа материалов электронной техники получило широкое распространение лишь в последние годы в производстве различных типов изделий микро- и оптоэлек-троники, сенсоров, детекторов, и высокотсмператунрых защитных покрытий. Существенное запаздывание с внедрением процессов химического осаждения тонких пленок в технологии приборов электронной техники связано со сложностью управления и большим числом кинетических, геомефических, внешних, внутренних, входных и выходных параметров процессов, сложностью и многоступенчатостью протекания химических реакций. Соответственно и моделирование процесса химического осаждения тонких пленок из газовой фазы находится в стадии развития и становления. Имеются модели частного характера для отдельных пленкообразующих веществ в 01 раниченном диапазоне параметров осаждения в реакторах различного типа. Отсутствует научно-обоснованная методика построения моделей химического осаждения топких пленок на поверхность подложек и изделий электронной техники

г

ЮС. НАЦИОНАЛЬНАЯ библиотека

Тонкие пленки диэлектрических, полупроводниковых, проводящих материалов входят как неотъемлемая часть физической структуры и конструкций элементов и приборов электронной техники, в частности таких технологически сложных как БИС и СБИС. Существенная доля технологических операций производственного маршрута изготовления СБИС (10-15 %) являются операциями нанесения пленкообразующих веществ методами химического осаждения из газовой фазы.

Разработка методики и научно- обоснованного подхода к построению аналитических моделей процесса химического осаждения тонких пленок из газовой фазы и создание таких моделей для химических реакций имеющих различную кинетику является таким образом задачей современной и актуальной.

Цель и задача исследования

Целью данной научно-исследовательской работы является построение моделей процессов химического осаждения тонких пленок в производстве приборов электронной техники. Для достижения поставленной цели в работе сформулированы: основные этапы построения модели, основные требования к параметрам растущей пленки, выходные, входные и управляемые параметры процесса осаждения.

Основной задачей исследования является установление аналитической зависимости между выходными параметрами, входными и управляемыми параметрами процесса химического осаждения тонких пленок и подтверждение адекватности установленного математического выражения имеющимся научными, экспериментальными и производственным данными.

Научная новизна, научная и практическая значимость исследования

Научной новизной исследования является создание метода построения модели основанный на сочетании:

- составления уравнений материального баланса процессов осаждения тонких пленок и получения систем дифференциальных уравнений, описывающих кинетику реакций осаждения;

- решения полученных дифференциальных уравнений с учетом требований минимального разброса осаждаемых пленок по толщине в пределах одной подложки (пластины) и в пределах партии обрабатываемых подложек.

Научное значение работы заключается в создании аналитических моделей процессов химического осаждения однородных по толщине тонких пленок различных веществ, химические реакции пленкообразования которых протекают как реакции первого или как реакции второго порядков.

Практическая значимость выполненного исследования заключается в том, что на основе полученных формул для величины относительной неоднородности толщины осажденных пленок можно провести параметрическую оптимизацию процесса осаждения, позволяющую выбрать режимы процесса осаждения (набор значений управляемых параметров осаждения, форм и размеров реактора осаждения) при которых разброс толщины пленок не превышает допустимой, заранее заданной величины.

»и

•! л«?» *.

Положения, выносимые на защиту.

1. Методика построения математических моделей процессов химического осаждения тонких пленок полупроводниковых, диэлектрических и проводящих материалов в цилиндрическом проточном реакторе с горячими стенками, основанная на составлении уравнений материального баланса реакции образования пленкообразующих веществ и решения полученных уравнений с наложением условия максимальной однородности пленок по толщине в пределах площади одной пластины и в партии пластин.

2. Вывод аналитических выражений связывающих скорость роста пленок и равномерность их толщины (выходные параметры) с входными и управляемыми параметрами процесса химическо! о осаждения для реакций формирования пленкообразующих веществ, протекающих как реакции первого и второго порядков. Эти выражения и являются фмзико-химико-математическими моделями процессов осаждения тонких пленок (кратко - математическими моделями).

3. Результаты анализа математических моделей процесса, определяющие характер влияния входных и управляющих параметров процесса осаждения на толщину пленки и ее распределение по площади полупроводниковых пластин и подложек.

4. Ранжирование параметров и степени их влияния на скорость осаждения, толщину и равномерность толщины осажденных тонких пленок.

5. Доказательство адекватности полученных моделей путем сравнения с экспериментальными данными и иными методами.

6. Алгоритм и программное обеспечение расчетов толщины и однородности по толщине осаждаемых при различных условиях тонких пленок материалов электронной техники

Достоверность, апробация и публикация результатов работы.

Достоверность результатов исследования и адеквашость модели подтверждается имеющимися в научно-технической литературе экспериментальными данными, проверкой размерности полученных теоретических формул и переходом этих формул в известные выражения в предельных случаях.

Апробация результатов работы. Научные результаты работы доведены до сведения научной общественности и работников производства. Они докладывались и обсуждались на шести международных и всероссийских конференциях.

Публикации: результаты диссертационной работы опубликованы в двух статьях двух межвузовских сборников «Научные основы разработки технологий и оборудования микроэлектроники» 2000г. и "Научные основы разработки технологий, материалов, приборов и сиаем электронной техники" 2002 г. и в шести тезисах докладов.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная .работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, содержит 51 рисунок, 3 таблицы, список используемой и цитируемой литературы из 68 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Введение. В введении дана общая характеристика работы обоснована актуальность темы диссертации; определены цель и задача исследования; сформулированы научная новизна, научная и практическая значимость; положения, выносимые на защиту, достоверность и апробация результатов работы.

Глава I. Тонкие пленки в конструкциях элементов приборов электронной техники, БИС и СБИС и технологических процессах производства.

В первой главе на основании анализа литературных источников показано, что тонкие пленки диэлектрических, полупроводниковых, проводящих материалов являются неотъемлемой частью физической структуры и конструкций элементов современных кремниевых БИС и СБИС и других изделий электронной техники. На различных стадиях производства микросхем 10-15% технологических операций являются операциями нанесения пленкообразующих веществ методом химического осаждения из газовой фазы. К ним относятся пленки и химичемкие реакции, приведенные в табл. 1.1

Таблица 1.1. Формирование тонких пленок методом химического осаждения из газовой фазы при обычном давлении.

Тонкая Реакционные газы Температу- Применение

пленка ра реакции С

Поли- 550-700 Высокоомный слой,

крем- (при наращивании для Затворный электрод.

ний легирования примесями Источник диффузии

Р, В, Аэ используются примеси. Для форми-

Добавки РН3, В2Н6, рования разводки

АбНЗ.)

Si02 81Н4+202+2Н2 950 Межслойная изоля-

8КОС2Н5)4 700 ция. Защитный слой

51Н4+2Ы20 800 на лицевой поверх-

51Н4+2ЫО 700 ности. Легированный

Б1Н4+202 400 5Ю2; как источник

диффузии примеси

ФСС Б1Н4 + 02 \ 500 Защитный слой на

2Р205 + БЮ2 лицевой поверхно-

4РН4+502/ сти. Межслойная изо-

ляция. Источник

диффузии

5!Н4+Ш3 31'С12Н2+Ш3 700-900 650-750 Защитный слой для локального окисления Подзатворный изолирующий слой для элементов памяти. Конденсаторы.

XV, Мо, 350-400 Для формирования

Та ЧУР6+ЗН2 400 разводки. Затворный

2МоС15+5Н2 800 электрод. Барьерный

2ТаС15+5Н2 600 металл

\УР6+251Е, 300-450

\VSij

Уменьшение размеров элементов приборов электронной техники, малая глубина залегания р-п-переходов, развитый рельеф поверхности налагают новые требования на процессы осаждения перечисленных выше пленок. К таким требованиям, прежде всего, относятся: низкая температура осаждения для предотвращения диффузионного размытия мелких р-п-переходов; конформное воспроизведение рельефа поверхности; низкая плотность технологических дефектов, высокая однородность структуры, свойств, толщины осаждаемых пленок по поверхности одной подложки в партии обрабатываемых подложек; возможность нанесения пленок, как при индивидуальной, так и при групповой обработке подложек.

Анализ тенденций в разработках оборудования для получения тонких пленок показал, что существующее высокопроизводительное оборудование, предназначенное для групповой обработки, трансформируется в операционные модули для индивидуальной обработки подложек, объединяемые в кластеры или суперкластеры (минизаводы).

Интеграция производственного оборудования осуществляется на базе компьютерного управления производственными процессами в режиме реального времени, что требует разработки адекватных моделей технологических операций, и еще не раз подтверждает актуальность данного исследования.

Глава II. Моделирование технологических процессов производства материалов и приборов электронной техники, БИС и СБИС.

Во во второй главе дана оценка роли и значения методов математического, физико-технологического и химико-техиологического моделирования в производстве материалов, входящих в состав конструкции приборов электронной техники, БИС и СБИС. Указано на необходимость сквозного, комплексного подхода к моделированию технологического маршрута их производства, что означает необходимость иметь в наличии модели всех технологических операций, входящих в технологический маршрут. Проведена оценка состояния моделирования по группам технологических операций: 1) нанесение материалов, 2) удаления материалов, 3) формирования конфигурации пленочных элементов, 4)

формирования областей материалов с отличающимися свойствами, 5) термообработки, 6) соединения материалов, 7) контрольные, подгоночные и вспомогательные операции.

Анализ литературных источников показывает, что наибольшее число работ посвящено моделированию операций 3, 4 и 5 групп и их сочетанию, а также операции эпитаксиального наращивания кремния в плане распределения активных примесей вблизи эпитаксиального перехода и операции термического окисления кремния при формировании как сплошных так и локальных пленок ЭЮ2 на поверхности кремниевой пластины.

Структурно-полными аналитическими моделями можно признать модели нанесения тонких пленок методами термовакуумного и ионно-плазменного распыления. Это наиболее близкие к задачам данной работы модели: важнейшими параметрами процесса являются скорость осаждения и равномерность по толщине в пределах пластины и партии подложек осажденной пленки; тесная связь результатов осаждения пленки с конструкцией рабочей камеры; большое число внешних (входных) и внутренних параметров, влияющих на результаты технологического процесса. Подробно в качестве положительного примера рассмотрена процедура построения математической модели ионно-плазменного (магнетронного) напыления тонких пленок на подложки, как функционально полной с теоретической т адекватной и апробированной с практической точек зрения технологической операции нанесения тонких пленок из бомбардируемой ионами мишени. Это позволило составить план выполнения поставленной в диссертации задачи создания модели технологического процесса химического осаждения тонких пленок из газовой фазы. Основные этапы этого плана состоят в следующем:

1. Выявление выходных параметров пленок, определяющих результат технологического процесса осаждения.

2. Формирование перечня кинетических параметров, влияющих на процесс осаждения.

3. Формирование перечня геометрических параметров, отражающих конструктивные характеристики реактора осаждения.

4. Выработка подходов к методике построения математической модели процесса осаждения, отражающих взаимосвязь входных, выходных, внутренних и внешних параметров.

5. Формирование и обоснование допущений (ограничений), при которых возможно построение математической (аналитической) модели.

6. Создание или выбор физико-химико-математического аппарата, пригодного /уя получения конечных аналитических зависимостей, связывающих указанные в пункте 4 факторы между собой.

7. Вывод аналитических формул и их предварительная математическая оценка (наличие экстремумов, асимптот и т.д.).

8. Анализ результатов моделирования и влияния технологических параметров процесса осаждения. Изучение возможности его оптимизации.

9. Анализ и доказательство адекватности модели.

10. Разработка алгоритмов расчета технологических процессов, составление пакета прикладных программ для расчета и оптимизации технологического процесса осаждения относительно выходных параметров.

Глава III. Разработка математической модели процесса химического осаждения тонких пленок из газовой фазы.

Решение задачи оптимального управления технологическим процессом предполагает наличие адекватной и точной модели, построение которой может быть осуществлено на основе аналитического либо статистического моделирования. Применительно к высокоточным технологиям, отвечающим за прецизионность результатов, граничащую с физически достижимыми пределами, неоспоримое преимущество принадлежит физико-математическим, химико-математическим, физико-химико-математическим моделям, поскольку влияние случайных, непредсказуемых воздействий в высоких технологиях должно быть исключено.

Особенностью технологического процесса создания пленочных покрытий в производстве приборов электронной техники, является требование высокой однородности по толщине и химическому составу осаждаемых пленок. Это требование и положено в основу разработки математической модели технологии осаждения тонких пленок из газовой фазы. Скорость осаждения пленки, толщина пленки, неоднородность толщины - это основные выходные параметры технологического процесса осаждения. Обозначим толщину растущей пленки через Ь, скорость осаждения 8 = с!ЫЛ, и абсолютную неоднородность толщины ДИ; Ь и 8 связаны между собой через независимый параметр I - время осаждения: Ь = 81

Основными факторами, определяющими параметры процессов осаждения, являются концентрации реагирующих веществ в газовой фазе, константа скорости химической реакции, температура процесса осаждения, геометрия реактора, кинетические и термодинамические параметры газовой среды.

Входные параметры процесса: форма и размеры реактора, размеры обрабатываемых пластин, величина садки (количество одновременно обрабатываемых пластин) и способ их расположения в реакторе, константа скорости химической реакции образования пленкообразующего вещества, кинетические и термодинамические параметры газовой среды.

Управляемыми параметрами процесса являются температура осаждения Т, расход газовой фазы, время процесса осаждения, давление в реакторе и др.

Задачей является установление аналитической зависимости между выходными параметрами процесса, входными и управляемыми параметрами, т.е. зависимость толщины пленки в любой точке поверхности любой подложки партии от кинетических и термодинамических параметров газовой среды, геометрии реактора, давления в реакторе и темпера!уры.

В общем случае скорость образования пленкообразующего вещества П, получаемого по реакции

яА + ЬВ=/>П + 4Д, (1)

определяется кинетическим уравнением

= КС1 ■ С;, (2)

а!

где Сп, СА, Св - концентрации соответствующих веществ в момент времени I, К - константа скорости реакции, т + п - порядок реакции. Если П -пленкообразующее вещество с малой упругостью паров, а А, В и Д - газообразные участники реакции, то реакция будет идти до конца и скорость роста

М

толщины пленки 5 на поверхности подложки будет равна: 5 = ——КС"Сд, (3)

Рг

В этой формуле Мп - молекулярный вес пленкообразующего вещества, р -его плотность.

Если стехиометрические коэффициенты реакции а и Ь больше единицы, можно заранее сказать, что такая реакция является сложной и протекает в несколько стадий, причем порядок реакции может быть дробным, равным единице, двум, но только в редких исключительных случаях превышает 2. Порядок реакции зависит также от условий ее протекания. Если процесс осаждения пленок протекает по законам диффузионной кинетики и лимитируется лишь одним медленно диффундирующим реагентом, реакция протекает как реакция первого порядка. Это же наблюдается в случае, если концентрация одного из реагентов много больше концентрации другого и в ходе реакции остается практически постоянной. Из литературных источников известно, что процесс осаждения пленок поликристаллического кремния методом пиролиза моносилана протекает как реакция первого порядка, а процесс осаждения БСС из разбавленной инерт ным газом реакционной смеси кислорода и трибромида бора протекает как реакция второго порядка.

Для построения аналитической модели осаждения тонких пленок на кремниевую подложку из газовой фазы ограничимся двумя практически важными случаями, когда реакция осаждения идет по первому (ш=1, п=0) либо второму (т=1, п=1, т+п=2) порядку. Условимся, что процесс осаждения протекает в изотермических условиях при отсутствии градиентов температуры, что формирование пленкообразующего вещества осуществляется на поверхности пластины, что оно не испаряется и его концентрацией в газовой фазе можно пренебречь.

Рис 1 Схема реактора осаждения тонких пленок и] газовой фазы при индивидуальной обработке пластин

Кп X

Рис 2 Схема доставки рса!ентов от периферии (х = км) к центру пластины (х=0) за счет их диффузии в газовой фазе в зазоре шириной I (см Рис 1)

Рассмотрим упрощенную модель реактора для индивидуальной обработки круглых подложек-пластин (Рис. 1). Реактор заполнен сильно разбавленной инертным газом рабочей смесью, содержащей исходные компоненты реакции. Объем и давление рабочей смеси поддерживается постоянным по мере расходования исходных веществ. В этих условиях доставка реагентов от периферии к центру пластины в зазоре шириной / осуществляется диффузионным путем. Для построения аналитической модели выберем на пластине кольцо со средним радиусом х (Рис. 2) и составим уравнение материального баланса реагирующих веществ в объеме этого кольца.

Через цилиндрическую поверхность с радиусом х н Лх и высотой I к центру пластины в единицу времени поступает

0-2п(х + Ах)1С'(х + Ах), грамм-молей исходного вещества, коэффициент диффузии которого в газовой среде равен О; через поверхность радиусом х - Ах приходит к центру пластины

В-2я(х - Лх)АС ( х - Ах), грамм-молей этого вещества. На образование пленки расходуется число грамм-молей, равное разнице записанных выражений и в тоже время, равное числу грамм-молей, определяемому кинетическим уравнением (3).

Реакции первого порядка. Примем для определенности, что химическая реакция образования пленкообразующего вещества про1екает как реакция первого порядка и лимитируется концентрацией С одного из исходных веществ (оно же может быть и единственным). При установившемся процессе уравнение материального баланса будет иметь вид

2nlD[(x + Ах)С'(х + Ах)-(х- Ах)С(х - Дх)]= — КС(х)хАх , (4)

Р

В этом уравнении материального баланса отношение а/р - это отношение стехиометрических коэффициентов в реакции образования пленкообразующего вещества (1). Из уравнения (4) следует

х[С'{х + Дх) - С'О - Дх)1+ Ах[С\х + Дх) + С'(х - Дх)1 = —С( х)хАх (5)

plD

Разделив каждый из членов этого уравнения на 2Дх получим

хС"(х) + С'(х) = — С(х)х, (6)

p/D

Упростим уравнение (6) приняв С'(х) на отрезке 2Ддг постоянной, т.е. С"(х) = О, С'(х + Ах) s С'(х - Ах) = С'(х), что равносильно предположению бесконечной малости величины Дх, и получим

С(х) = -^-С(х)х, (7)

p/D

Относительно величины С(х), определяющей скорость реакции, дифференциальное уравнение (7) имеет простое решение

In С(х)

аК p/D

(8)

C,=C(/?Jexp-^-(*2-/^), (9)

p/D

С учетом выражения (3), зная, что C(Rn) = С и h = St, получим, что скорость роста толщины пленки в любой точке пластины определяется выражением

. МКС о(х) =-ехр

—{S-Rl) рю

(Ю)

Из данного выражения видно, что скорость осаждения и толщина пленки максимальны на периферии пластины (х = Яп) и минимальны в центре пластины при х=0. Разница между минимальным и максимальным значением толщины для одного и того же пленкообразующего вещества (Ми р- постоянны) зависит от условий протекания реакции ( велечин К, О, I, Яп).

Реакции второго порядка. Действуя так же как в случае реакций первого порядка составим уравнения материального баланса для каждого из двух исходных веществ

fdd, [(* + ax)C; (x + Ax) — (jc — Ax)C[(x-ах]=4я—кс, (x)c2 (x)*ai

P

rdDz[(x + Дx)C2(x +Ax)-(x- Ax)C2(х-Ах]=4/г — КС,(x)C2(x)xAx

P

откуда

xc;(x)+c;(x) ^c, «сг plD,

*C2'(*) + CJ (х) = Щ^С,{х)С2(.х)х рЮ2

(П)

Обозначим

2*а

РЮ, РЮ2

получим систему дифференциальных уравнений:

*С;(х) + С[(х) = А1С,(х)С2(х)х (13)

хС'(х) + с; (л:) = Л2С, (х)С2 (х)х Для решения этой системы относительно произведения Ci(x)C2(x) умножим первое их этих уравнений на А2, а второе на А| и вычтя из первого второе получим:

х[а2С?(х) - а,С2(х)]+ [a2C[(x)- а,с'2(х)]= О

(14)

Уравнение (14) можно записать в таком виде:

[*(л2с;«-л,ед)]'=о (15)

откуда следует

(16)

где В0= const. Далее

А2СЦх)-А,С'2(х) = ?± (17)

Следовательно

А2С,(х)-А,С2(х) = В0]пх + В, (18)

где В тоже const.

Поскольку, как в случае реакции первого порядка при х=0 имеется минимум, картина в целом и в реакции второго порядка в силу симметрии должна быть аналогичной

при х=0, liur=-oo и В„=0, (19)

получаем из (18) и (19) важнейшее соотношение для концентраций исходных реагентов

А2С,(Х)-А,С2(Х)=В (20)

Более того, можно высказать более сильное утверждение: характер распределения толщины осаждаемой пленки относительно центра пластины будет центрально симметричным и в точке х=0 толщина пленки будет минимальной. Это означает, что и величина В будет равна нулю, т.е.

А2С,(х)-А,С2(Х)=0 (21)

2 КЬ

Переписав (21) с учетом обозначений А| и А-> -С,(.г)--С2(х) = 0 по-

рЮг рЮ,

лучим условие минимальной неоднородности осаждаемой пленки по толщине

±-С,(х) = ~С^х), (22)

и2 ¿>,

которое определяет соотношение концентраций реагирующих веществ в газовой смеси при реакциях второго порядка. Это соотношение зависит от стехиометрии реакции и коэффициента диффузии молекул реагирующих веществ в газовой среде при температуре реакции.

Для дальнейшего решения дифференциальных уравнений (13) будем также

считать что С\(х) и С'2 (х) па отрезке 2 Ах гюсюяппы. Получим упрощенный вид системы уравнений

С;(х) = А,С,(Х)С2(Х)Х

(23)

с;(*)=л2одс2(х)х

которую надо решить относительно величины произведения концентраций С](х)С2(х) в соответствии с уравнением (3). Из (22) имеем

С[(х)С2 (х) + С, (х)С[ (х) = С, (х)С2 {х)[а,С2 (х) + а2С2 (л)] (23) С учетом (21) получаем

1

4С^Х)С2(Х)У>

■■ л]А1А2хс1Х (24)

а, а

12 -*2)

(25)

С<(х)С2(х) =

(26)

^одоад,) 2

Подставив величину произведения в (4) найдем скорость осаждения Цх), и, зная, что Ci(Rn)=C|; C2(Rn)^C2 получаем:

ma:

S{x) = -

1

л/адад D

(27)

Обработка партии пластин. Реакция первого порядка. Полученные формулы, описывающие распределение толщины осаждаемой пленки по площади пластины относятся к процессу осаждения при обработке одной пластины

(рис. 1, 2)

Рассмотрим совокупность большого числа пластин составляющих партию, и расположенных друг от друга на расстоянии /. Примем схему горизонтального проточного реактора, который чаще всего используется на практике в процессах химического осаждения тонких пленок из газовой фазы (рис.3) при обработке партии полупроводниковых подложек. Если на входе в зону осаждения концентрации исходного лимитирующего процесс осаждения в газовой фазе равна С, то по мере продвижения газовой смеси вдоль реактора (ось X) эта концентрация убывает в связи с расходом реагента на образование пленки на пластинах. Обозначим ее значение С(Х). Для каждой пластины, расположенной на расстоянии X от начала реакционной зоны ситуация на се периферии будет определяться величиной С(к).

По мере прохождения в зазоре между пластинами от периферии к центру пластины за счет диффузии молекул в газовой фазе концешрация реагирующего вещества тоже будет снижаться из-за его расхода на образование пленки и в каждой точке каждой пластины будет равна С(КПД).

Если выбрать участок зоны осаждения величиной А к (рис. 3), малый по сравнению с протяженностью зоны, но больший расстояния между двумя пластинами /, то уравнение материального баланса для пленкообразующего реагента для этого участка А к будет выглядеть следующим образом:

I'm. 3 3 Схемы пропили« (лиждеиня i

бороигаюпиого vTona при тик-рсн

мрлшетыюм (а) и ирололыю-крткилмюм (G) способ pttuiaioaeiiwi гетировотпикоиих nviiw в TH'M'V «очной Тpvrte

С(Я„ЛЫ^ - - с(Л,-.л + ЛЛ)л-(Л;-К2п)9 =

= /:с(л„, л)2ллрдл + о—

с!х

2яЯ„ДД,

где через 5 обозначена средняя скорость потока газовой реакционной смеси.

Выразив производную — сЫ

с помощью уравнения (7) подставив ее зна-

*=Л/

чение в (28) получим дифференциальное уравнение, описывающее спад концентрации пленкообразующего компонента газовой фазы вдоль партии пластин (вдоль зоны осаждения, вдоль оси реактора, см. Рис. 3). Оно выглядит следующим образом

с1Х

4Л2

К - к»

С(Д„,Л)

(29)

Решая это уравнение относительно величины С(ЯП, Л) и учитывая, что ,0) =С получим

4Л,2, *

е., „ ,.. МКС о(лп,Л) =-ехр

кл +

К-К

(30)

Уравнение, описывающее скорость осаждения пленки в любой точке любой пластины партии является суперпозицией решений (10) и (30) (целочисленные близкие по значению коэффициенты а, Ь, р приняты условно за 1).

.. МКС о(х,Л) =-ехр-

-К

Ю

Л ^ - +---

I

(31)

Толщина осаждаемой пленки в любой момент времени в любой точке любой пластины партии определяется формулой Ь(х, Х)= 5(х,

Обработка партии пластин. Реакция второго порядка. Обозначим исходные концентрации реагентов в точке А.= 0 (см. Рис. 3) через С1 и С2. Так же как и в предыдущем разделе выберем участок реакционной зоны величиной Л X и составим для него уравнение материального баланса по одному, а затем и другому исходному веществу. Получим систему уравнений:

2Л

гя +

= р2 р( С,(Я)С2(Я)

л;-л;,

Обозначив коэффициенты перед произведением концентрации в правой их части через Ш| и т2 получим:

с;(Я)=-ш1с,(А)сг(Я)

(33)

С;(Я) = -т2С,(Я)С2(Я)

Умножив первое уравнение системы па С2(Х), а второе на С|(А.) и сложив их получим:

С;(Л)С2 (Я) + С, (Я)с; (Л) = -С, (Я)С2 (Я)[т,С2 (Я) + т2С, (Я)] (34)

Положим далее как в (20)

/и2С, (Я) - /и,С2(Я) = В (35)

После ряда преобразований (34) с учетом (35)

[С, (Я)С2 (Я)/ = -С, (Я)С2 (Л^В2 +4т,С,(Л)т2С2(Л) (36)

Величина производной в (36) минимальна если В=0. Это важный для аналитической модели момент. Произведение концентраций реагирующих веществ пропорционально скорости осаждения пленкообразующего вещества. Минимальное значение производной произведения С, (Я)С2 (Я) соответствует минимальному изменению скорости осаждения вдоль реакционной зоны, т.е. максимально возможной однородности толщины осажденной пленки. Это-то как раз для процесса осаждения для технологии и важно и нужно.

Расшифровываем Ш| и ш2 получаем

¿С, (Я) - аС2 (Я) = 0 (37)

Это условие физически означает, что в каждой точке зоны осаждения состав реакционной смеси должен соответствовать стехиометрии реакции осаждения. Очевидно, если это условие выполняется в точке Х= 0, то оно выполняется при любом значении X.

Далее задача построения аналитической модели решается следующим образом:

из (36) при В=0

^^1 = ^.[С,(Я)С2(Я)]Х (38)

аЛ

(40)

С,(Л)С2(Л) С,(0)С2(0)

(41)

(42)

Окончательно с учетом (3), (7), (33)

р + Д^И|С,(0)я»,С2(0:

(3), (7), (33)

<У(Д„,Л) =

Л

(43)

Формула (43) дает распределение скорости осаждения пленки на периферии пластины вдоль зоны осаждения. Нас же интересует скорость осаждения пленкообразующего вещества в любой точке любой пластины партии х) . После подстановок и упрощения выражения получаем окончательно

Глава IV. Анализ модели процесса химического осаждения тонких пленок из газовой фазы и условий ее реализации.

Модель построена на основе следующих предположений и допуи/ений:

- Реактор химического осаждения представляет собой аксиально - симметричную систему, температура которой в процессе осаждения поддерживается постоянной, поток газовой смеси в зазоре между подложками и стенками реактора ла.линарен.

- Скорость процесса осаждения тонкой пленки не зависит от кристаллографической ориентации подложки, структуры растущей пленки.

- Потерями исходных реагентов за счет реакции осаждения на стенках реактора можно пренебречь.

Теоретический анализ неоднородности толщины пленки. Согласно модели для реакций и первого и второго порядков скорость реакции осаждения и тол-

5{х,Х) =

щйна пленки максимальны при х=Я„ и минимальны в центра пластины при х=0.

Абсолютная неоднородность скорости осаждения пленки Л8 (и соответственно ее толщины ЛИ) в любой точке любой пластины партии равна >-¿(0)

Значение относительной величины неравномерности скорости осаждения и неоднородности по толщине пленки будет равна . АЗ 5(Л„)-<У(0) А(Л„)-Л(0) ДА

Д ------— =---=- и будет определяться форму-

3(Я„) 6(Я„) А(Л„) Л (Л„)

лами:

а) при реакции первого порядка для одной из подложек партии, расположенной на расстоянии А. от начала зоны осаждения

аК,

Д,(дг)= 1-ехр --Чг-Л; б) при реакции первого прядка вдоль партии подложек (вдоль оси реактора)

аК,

Д,(Л) = 1-ехр

Р9

(45)

(46)

в) при реакции второго порядка для одной из подложек партии, расположенной на расстоянии X от начала зоны осаждения

Дг« = 1-7-==-гг (47)

[ | ^п' К2 1р

аЬ

т

7с,(Я)с2а)

г) при реакции второго порядка вдоль партии подложек Д2(Я) = 1-- 1

(48)

В формулах выражением Q(Rп,Rт,l) обозначен геометрический фактор процесса осаждения, зависящий от способа расположения, размеров и числа пластин в зоне осаждения и от формы сечения (круглое, квадратное, прямоугольное) и размеров реактора.

Формулы настоящего раздела диссертации могут быть использованы для оптимизации процесса осаждения путем априорного задания величины относительной неоднородности и последующего подбора значений управляемых параметров.

М») ,(,^(„>с„

» I „ |> » ж

, I I *** ^ ^

Ш ' Л.1

шй:

Ж М К. ъя к

¡¡й

о;

Сие 4 И1йпмниь

скорости

пластины при рейдом осажюмя первого порядка от юмэкяш концентрации а гаююй фате исходного киахпи (а), увеличение радиуса пол) проводниковой П1КТШ1М (б) и увеличение римлияння жал» аистмашми (а) при ирстешми риипоси осяжломя но первому норялк)

Рм. 5 Ингаате скорости оаждави клааш а до ль лшмяра полупроводниковой пластины при реаюрш осаждаем второго порядка от нмаияша величин иротмдоои п»вк>гтр»МЙ риши ру кШ|ИХ

кпьхтш (а), >аспгмпи рали)са лис гики (б) и расстояния ме*л> аанпииами (в) при щюткювиш реакции осаждения но второй) порядку

Уме <> Ишсигаис перист осаждения пленки а центре 5 (0) и на нсрм|||срки Ш1«уироводмимяой пласгиии $ (К„) аГ*.»т>итиоЙ ВСЛИЧМ1Ы НСраМИ>ИГрМ1Я.1И

свирдеги «чжтенк« и-кнки Д<) ог юнеиеиия концентрации исходного вещества (»). |*лиуса

нолуириммншатой и шиииы (б) и расстояния иежл> пяактииаии (в) при протекании реакции »сажлсмия пи «ираою п»рялк\

Рис 7 Ишсрсние «шр«млн XIИ В ЦСН1р«<) (0) и периферии молч нр*>вилни1и1М1Й :гимы 5 (Кц) абьолмтнлй нерамшмераин. I и скоросш осаждения пленки Д<) «т •гшакиня величии произведения концентрации рсвифуикиих

ВСШЙ.1В (•) радиуса

полупроводниковой пластины (б) и расстояния иежл) пластиками (в) при протекании реакции <«.»Ж"кии» но аюрому порядку

Анализ неоднородности толщины осажденной пленки по площади подложек. Первоначальный анализ показывает, что аналитические зависимости скорости осаждения, толщины пленки, неравномерности скорости осаждения и неравномерности толщины пленки от параметров процесса осаждения представляют собой гладкие кривые не имеющие экстремумов. Это означает, что возможна лишь параметрическая оптимизация процесса осаждения. Чтобы выявить возможности оптимизации вначале качественно проанализируем зависимости скоростей осаждения о г кинетических и геометрических параметров процесса осаждения, для чего будем менять, например, вдвое один из параметров осаждения при постоянстве других параметров. На рис. 4 и 5 показан характер изменения скорости осаждения пленки вдоль диаметра пластины при увеличении концентрации реагирующих веществ, трехкратном увеличении диаметра пластины и уменьшении расстояния между пластинами.

На рис. 6 и 7 даны графики зависимости скорости осаждения пленки в центре и на периферии полупроводниковой пластины и их разности от величины концентрации (произведения концентраций) реагирующих веществ, при различных радиусах пластины и расстояния между пластинами. Л на рис. 8 и 9 от тех же параметров даны изменения

относительной неоднородности скоростей осаждения.

Как видно из рисунков характеры зависимостей для реакций и первого и второго порядков в общих чертах качественно схожи.

При увеличении концентрации реагирующих веществ возрастают скорости осаждения пленки как на периферии, так и в центре пластины и одновременно увеличивается величина абсолютной неоднородности толщины пленки. Для реакций первого прядка величины 8{Я,), <У(0), , и Д, с увеличением С|(ЯП) растут линейно. Для реакции второго порядка величина 8г(х) с ростом х

увеличивается приближаясь асимптотически к значению X — Х0, где -+ /?„ (49)

4рл2С,( Я„)С2( /?„)

Рис 8 Изменение величины ОТНОСКТСЛЬИОЙ неоднородности толщины осаяскииой пленки А от изменения величины концентрации пленкообралмощего вещества (а) радиуса пот) проводниковой

пластины (б) и расстоянии мелдз пластинами (в) при реакции первого порядка

Рис 9 Изменение величины относительной неоднородности толщины осажденной пленки Л от изменения величины концентрации реагирмошич веществ (а) радп}са пол> проводниковой пластины (б) и расстояния межд) пластинами (в) при реакции второго порядка

Как видно из (48) и рис. 5 вертикальная асимптота расположена от центра пластины на расстояние Хо всегда большее радиуса пластины Яп. При прочих равных условиях эта асимптота тем ближе к краю пластины, чем больше произведение концентраций реагирующих веществ и чем выше температура, (чем больше К2).

В центре пластины (см. рис. 4а) скорость осаждения с увеличением концентрации реагирующих веществ растет гораздо медленнее, чем на периферии, приближаясь асимптотически к значению, равному,

4ай1ЬОг

(50)

При увеличении радиуса полупроводниковых пластин при прочих постоянных параметрах скорость осаждения пленки и ее толщина на периферии пластины за определенное время осаждения неизменны (рис. 46), но очень быстро уменьшаются в центре пластины сростом Яп.

Важным параметром является температура процесса осаждения. В приведенных формулах температурозависимыми величинами являются константы скорости химической реакции и коэффициент диффузии реагентов в газовой фазе. Величина константы скорости зависит от температуры по экспоненциальному закону. К = Кехр(-£ / RT), где К - энергия активации реакции, R - универсальная газовая постоянная.

Коэффициенты диффузии молекул в газовой фазе теоретически растут с температурой пропорционально Т3/2. Экспериментально установлено, что их рост с температурой пропорционален от Т1,7 до Т2.

В формулах величины К и D входят в виде отношения K/D. При высоких температурах встречающихся на практике, константы скорости велики. При повышении температуры величины отношений K/D тоже будут расти. Значит с

увеличением температуры наклон кривых 0{х) к оси X будет расти при всех значениях х, т.е. неоднородность толщины пленки в пределах пластины будет расти с ростом температуры осаждения (см. например, рис 5,6).

Анализ неоднородности толщины осажденной пленки в партии пластин. Характер параметрических зависимостей скорости осаждения пленок вдоль оси реактора для трех скоростей потока газовой смеси реагентов, вдвое и вчетверо отличающихся от некоторой исходной, показан на рис. 10а. Видно, что более высокие скорости переноса реагентов ламинарным потоком газовой смеси приводят к более равномерному осаждению на всех пластинах партии. Семейство кривых зависимости скорости осаждения вдоль партии пластин от скорости газового потока в реакторе представляет собой гладкие экспоненты исходящие из одной точки, соответствующей началу зоны осаждения и начальной концентрации пленкообразующего реагента С(0,0), т.е. скорости осаждения на краю первой пластины партии.

Параметрические зависимости скорости осаждения пленок при трех различных температурах процесса имеют совершенно иной характер. При одной и той же исходной концентрации пленкообразующего вещества при более высокой температуре осаждения скорость осаждения существенно выше, чем при пониженной температуре, а спад скорости осаждения и характеристики неоднородности существенно выше. Семейство кривых, соответствующее указанной ситуации дано на рис. 106. Оно представляет собой набор экспонент с различными скоростями осаждения в начале зоны осаждения и более плавным спадом при более низких скоростях осаждения в начале зоны осаждения.

Характер параметрических кривых, при реакции осаждения, протекающей как реакция второго порядка, приведен на рис. 11. Зависимости процесса осаждении пленки от скорости движения газовой реакционной смеси в реакторе (рис. 116) и от температуры процесса осаждения (рис. 11в) аналогичны предыдущему случаю (см. рис. 10а,б). Изменение величины произведения концентрации реагирующих веществ дает следующую картину: при повышении произведения концентрации растет скорость осаждения на всех пластинах партии, но

ада) ;

Рис 10 Параметрические зависимости скорости осаждения пленок вдоль оси реактора. а) - для различных скоростей потока

газовой смеси: I - 19,2-219,3-319 ; б) -для различных температур (различных К): Т|

<Т2<Т,;К,<К2<Кз

X

г<ИпЛ);

о)

одновременно увеличивается величина абсолютной и относительной неоднородности толщины пленок в партии (рис. 11а). Роль геометрического конструктивного фактора отражена на рис. 11г. Уменьшение величины геометрического фактора, что фактически означает уменьшение площади поверхности, на которую производится осаждение пленки, приходящейся на единицу длины реактора, не изменяет скорости осаждения в начале зоны осаждения, но приводит к росту скорости осаждения пленки на всех последующих пластинах партии и уменьшает неоднородность пленки по толщине.

Анализ выполнимости условий минимальной неоднородности толщины осаждаемых пленок. Минимальная неоднородность осаждаемых пленок по толщине реализуется, если в газовой фазе одновременно выполняются условия.

Ясно, что эти условия одновременно выполняются только в том случае, когда 0|=В2.

ЬС,(Л) = аС2(Л)

йг ~ О, ЬС1(Л) = аС2(Я)

Рис. 11. Параметрические зависимости скорости осаждения пленок вдоль оси реактора для реакций второго порядка: а) - для различных величин произведения концентрации реагирующих

веществ:

1-7С,(0)С2О ,

2-2^0(0)00, з--^с,(0)С,о;

б) для различных средних скоростей потоков реакционной смеси: 1 - 5,2 —

2 5,3- •^•19; в) - для различных температур (различных К). 1 - К, 2 - 2К, 3 1 ,,

- —л ; г) - для различных величин

геометрического фактора 1-0, 2 - 2(3,

3-1*

Второе из этих условий означает необходимость соблюдения состава реакционной смеси, соответствующего стехиометрии реакции, а их совместное выполнение дополняется требованием равенства коэффициентов диффузии реагентов в газовой фазе. На первый взгляд это очень жесткое требование. Но в реальном случае при достаточно высоких температурах, близких к температуре процессов осаждения и при нормальном давлении коэффициенты диффузии веществ, состоящих из многоатомных молекул хотя и различаются, но не сильно (от 1 до 3 см2/с). В разбавленной инертным газом реакционной смеси коэффициенты диффузии многоатомных молекул сближаются тем больше, чем меньше атомный вес газа-носителя. С этой точки зрения азот предпочтительнее аргона, гелий предпочтительнее азота. Из первого условия легко получить выражение

Д,С,(Я)_ Д,С,(Л) а ~ Ь

которое представляет собой уравнение стехиометрии стсфановского потока для реакции, протекающей на твердой поверхности в неподвижной газовой сме-

си, когда коэффициенты массопереноса реагирующих веществ пропорциональны произведению соответствующих коэффициентов диффузии на их концентрацию.

Таким образом, из разработанной модели процесса осаждения с необходимостью вытекает: максимально возможная равномерность осажденной пленки получится, если скорость реакции осаждения определяется не истинной скоростью химической реакции на поверхности, а скоростью транспортировки реагирующих веществ к этой поверхности, т.е. реакция осаждения с точки зрения химической кинетики должна протекать в диффузионной области.

Анализ адекватности модели.

Анализ адекватности на основе экспериментальных данных. В качестве модельной реакции для целей проверки теоретически выведенной аналитической модели процесса химического осаждения тонких пленок из газовой фазы прекрасно подходит реакция осаждения пленок поликристаллического кремния (ППК) с использованием пиролиза силана: 81Н4=81+2Н2

Эта реакция протекает как реакция первого порядка и достаточно хорошо изучена Имеются данные о скорости реакции при различных температурах в атмосфере инертного газа и в водородной среде. Процесс осаждения ППК изучался в реакторах нормального (атмосферного) и пониженного давления. Значения константы скорости реакции пиролиза вычисляется из равенства

1бК = 14.29_1^1 .

Рте II Рясгдастстс стрости осмием« ППК вдоль ¿ммстра тпаспмтфмтсмтфаорахасажлсжя 1 Х73К.2 89НК, 3 - У23К

Рис 13 Спи скорости осажлсннв «лемме ППК тфи раллмшх темлсраотах и способах расположения пластин в реакторе О.П*. КпЛ-еплптшме инк Оля, ((.,Л-тмстип О.*}.

Концентрация силана в обычно используемой смеси с аргоном равна 4 об.%, что соответствует 0.117-10"8 моль/см3. Грамм-молекулярный вес кремния равен 28.08г, плотность - 2.32 г/см3. Экспериментальные данные по осаждению ППК даны для пластин с И-п, равным 3.75см, расстояние между которыми равнялось 0.75см, для температур 873-923К.

Коэффициент диффузии 5М4 в газовой фазе точно не известен, но для указанного диапазона температур при атмосферном давлении его величину с хорошей точностью можно принять равной 1,0 см2/с , при пониженном давлении 66,5 Па он приблизительно равен 2-760 см2/с.

Результаты расчетов представлены в рис 12. Обращает на себя внимание резкое увеличение скорости осаж-

дения ППК, предсказанное теоретической моделью с увеличением температуры, а так же резкое увеличение неоднородности скорости осаждения по площади пластины (неоднородности толщины ППК). Результаты расчетов по порядку величины хорошо согласуются с экспериментальными данными. Расчеты при 898К практически точно совпадают с экспериментальными данными: ППК толщиной 0,5 мкм при этой температуре осаждают за 15-20 мин., что соответствует скорости ее роста 0.025-0.033 мкм/мин; расчет дает 0,031 - 0,032 мкм/мин.

Абсолютная величина неоднородности скорости осаждения ППК при 898К составляет по расчету 0,0015мкм, что соответствует максимальному относительному отклонению толщины ППК 4.6%. На расстояние 0.5 см от края пластины эта величина составляет примерно 3%, что согласуется с опытными данными (около двух).

Из рис 13 видно, что при одной и той же скорости движения газового потока в зазоре мевду пластинами и стенками реактора (одной и той же скорости откачки реактора) относительная неравномерность пленок ППК по толщине при росте температуры с 873К до 898К увеличивается с 5% до 12%, а при росте до 923К - до 26%. При более высокой загрузке реактора пластинами (большим значением геометрического фактора) при одной и той же температуре неравномерность пленки ППК по толщине тем выше, чем больше 0(Кт,КпЛ Это согласуется с теоретическими оценками, представленными на рис. 4а, 6а.

Дополнительным экспериментальным подтверждением адекватности разработанной модели является работа украинских исследователей (Кобка В.Г., Медведев Ю.П., и др. Процесс осаждения ППК в реакторе пониженного давления. - Электронная техника, Сер 7, 1982, вып. 2, стр 29-32)

На рис. 14 приведены экспериментальные точки, полученные путем измерения скорости осаждения ППК в зависимости от положения 150 пластин в РПД при 903К, давлении в реакторе ЗОбПа, концентрации моносилана в газовой смеси 4.2 об%, скорости откачки 30 и 90 л/час. Расчет по предложенной в диссертации аналитической модели (сплошные линии) без сомнения с достаточной точностью описывает

Рис 14 Зависимость скорости оыждмжя плшки нтикристдлличлкш и кремния от положения пластин к кшс осаждении ркнггорл понижении! с» даьлсим при дя\ \ ¡ишкчнмч ск.^ютяч лвижшня и юной • потока в ии>|к между пластинами и стснкши реактора I - 31) V*« 2 - УО1/4 Уиюния осажхнхя - Т "903К. РиС|.=30бПа, юншигтрация моиосклдпа в I аювой смеси 4 2 */• об. N - порядков» иоыфа пластин в партии Эшкримснтилмн«: точки по дамшы сплошные 1нкин - расчет по приложи нон »юте ли

Рис 15 Зависимость скорости ослжэени ППК от парциального давлемм моиосигш! ■ гатоаой смсси с аргоном фи температурах I -898К, 2 -'ЛЮК 3-9МК.4-923К Точки-

эксперимситаль-ныс длжыс, сплошшс чинки - расчет по нодеш

экспериментальные данные, характер измерения распределения скорости по длине зоны осаждения в зависимости от изменения скорости откачки (скорости потока газовой смеси в зазоре между пластинами и стенкой реактора) и иллюстрирует полное сходство параметрических зависимостей скорости осаждения от скорости 5 движения газового потока в кольцевом зазоре (см. рис. 10а и рис. 14).

Ими же приводятся данные о результатах исследования зависимости скорости осаждения от величины парциального давления моносилана в газовой смеси. Эти экспериментальные данные приведены на рис 15 и подтверждают выводы о линейной зависимости скорости осаждения тонких пленок от давления (общего и парциального давления пленкообразующего вещества) в реакторе.

Анализ адекватности на основе проверки размерностей и перехода к предельным случаям. Проверка размерностей формул приведенных в главах 3 и 4 показала корректность этих выражений (равенство). Они удовлетворяют требованию одинаковой размерности правой и левой части равенств.

В предельном случае для неподвижной реакционной смеси ( 9 =0) при обработке одной единственной пластины (1=0 ) расположенной на стенке (Ь=0, <3=0) реактора идеального смешения выражения (42) и (45) переходят в выражения

^ М„Кс . МПКс£г

Ри ' Рп

Последние формулы известны и описывают производительность химических реакторов идеального смешения.

Анализ математической модели, описывающей процесс осаждения пленок из газовой фазы на поверхность полупроводниковых пластин в цилиндрических реакторах, приводит к следующим выводам.

Выводы.

Возрастание концентрации реагентов в исходной реакционной смеси приводит к одновременному росту толщины пленки и увеличению ее неоднородности по толщине.

С ростом температуры процесса осаждения значительно возрастает толщина осажденной за одно и то же время пленки и одновременно увеличивается ее неравномерность по толщине.

Увеличение расстояния между пластинами и увеличение средней скорости газового потока дает эффект более равномерного осаждения пленки с большей скоростью (ламинарность потока обязательна).

Уменьшение площади реакционной поверхности, приходящейся на единицу длины реактора, позволяет уменьшить величину геометрического фактора и получать более равномерное осаждение пленки с большей скоростью.

Для обеспечения точности, стабильности и воспроизводимости процесса осаждения равномерных по толщине пленок процесс осаждения следует проводить при:

возможно низких концентрациях, обеспечивающих приемлемую производительность процесса и сохранение механизма диффузионной кинетики протекания реакции;

предельно низких температурах в газовой фазе реагирующих веществ и предельно низких давлениях, обеспечивающих приемлемую производительность реактора при сохранении вязкостного характера движения газового потока

предельно высоких средних скоростях газового потока в зоне осаждения при сохранении ламинарности режима течения газов приемлемого (разумного) расхода реагентов.

минимальном значении геометрического (конструктивного) фактора, обеспечивающем максимальную производительность реактора при заданном допуске на неравномерность толщины пленок, сохранении ламинарности и вязкостного течения газов, диффузионной кинетике процесса химического осаждения .

Имеющиеся в научно-технической литературе экспериментальные данные подтверждают адекватность модели химического осаждения тонких пленок из газовой фазы в горизонтальных проточных реакторах с горячими стенками, предложенной в диссертации.

Приложение.

В приложении к дисертации приведенькАлгоритм рассчетов скоростей осаждения пленок, програмное обеспечение и результаты расчетов основанные на применении лицензированного программного продута "Mathcad 11 Enterprise Edition". Построены трехмерные графики о = f(x,A), S = f(R,J),

S = f(C,V), 5 = f(T,V)

Заключение.

В результате проведенных исследований получена аналитическая модель процесса химического осаждения тонких пленок из газовой фазы на поверхности подложек (пластин) в проточных реакторах с горячими стенками пригодная для адекватного описания скорости осаждения тонких пленок в любой точке любой подложки, входящей в партию обрабатываемых изделий.

В основу построения модели положено требование максимальной однородности толщины формируемой на подложке пленки, что характерно для процессов осаждения в производстве изделий электронной техники и, в частности, при обработке партии полупроводниковых пластин в производстве БИС и СБИС.

На основе разработанной модели возможна параметрическая оптимизация процесса осаждения, позволяющая выбрать режимы процесса (набор значений

параметров осаждения), при котором разброс толщины пленок не превышает допустимой, заранее заданной величины.

Список публикаций по теме диссертации.

1. Л.А. Коледов, Ю.В. Каратунов Построение аналитических моделей процессов химического осаждения тонких пленок в производстве БИС и СБИС. Межвузовский сборник "Научные основы разработки технологий и оборудования микроэлектроники". Под редакцией В В. Гусева, М.Л. Минкина. -М.: МИЭТ. 2000. - с 71 -77

2. Л.А. Коледов, Ю.В Каратунов. Компьютерное моделирование технологии химического осаждения тонких пленок из газовой фазы в производстве БИС и СБИС. Третья международная научно-техническая конференция "Электроника и информатика - XXI век". Тезисы докладов М. 2000, с. 159-160

3. Л.А. Коледов, Ю.В. Каратунов Построение математических моделей осаждения тонких пленок из газовой фазы в промышленных изотермических реакторах идеального смешения и идеального вытеснения. Международная научно-техническая конференция "С...темные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий" Тезисы докладов, Часть 2. - Москва - Сочи.: МИ-ЭМ, 201, с88.

4. Ю.В Каратунов Требования к параметрам и конструктивному оформлению процесса осаждения тонких пленок из газовой фазы в цилиндрических проточных реакторах. Микроэлектроника и информатика - 2002. Девятая всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов Тезисы докладов ~ М.: МИЭТ, 2002г, с. 229

5. Ю.В Каратунов. Влияние изменения давления на результаты процесса химического осаждения тонких пленок из газовой фазы в реакторах пониженного давления. Четвертая международная научно-техническая конференция "Электроника и информатика -2002". Тезисы докладов Часть 1, M ■ МИЭТ, с 74-75

6. Л.А. Коледов, Ю.В. Каратунов. Аналитические модели процессов химического осаждения тонких пленок в цилиндрических проточных реакторах. Межвузовский сборник "Научные основы разработки технологий, методов, приборов и систем электронной техники". Под ред проф. В В Гусева, доц Т.Ю. Соколовой. М.: МИЭТ, 2002, с5-15

7. Ю.В Каратунов. Анализ геометрических (конструктивных) параметров реакторов химического осаждения тонких пленок из газовой фазы. Микроэлектроника и информатика - 2002. Десятая всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Тезисы докладов - М.: МИЭТ, 2002г, с. 229

8. К.В. Елекоев, Ю.В. Каратунов, Л.А. Коледов. Компьютерное моделирование процессов химического осаждения тонких пленок в производстве приборов фотоники и микроэлектроники. IV Международная конференция. Компьютерное моделирование 2003. Тезисы докладов С Пб: 2003г, с. 123.

Подписано в печать:

Формат 60x84 1/16. Тираж 70 экз. Заказ № Отпечатано в типографии ИПК МИЭТ. 124498, Москва, МИЭТ.

í I

f

I *

I

i

I

I

I

I

\

t

I

i

I

I

I

! í

• 15 93 /

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, назначениеи 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 Кра ткие выводы к главе I.

глава ii. моделирование технологических процессов производства материалов и приборов электронной техники, бис и сбис.

2.1 роль и значение моделирования в развитии технологических процессов и оборудования для производства материалов и приборов электронной техники, БИС и СБИС.

2.2 Математическая модель технологического процесса ионно-плазменного (магнетронного) осаждения.

2.3. выводы к главе II. 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.

Актуальность исследования.

Моделирование процессов во всех сферах производственной деятельности человеческого общества - быстро расширяющаяся область науки и количество научных работ, посвященных этому вопросу в последнее время, чрезвычайно велико и быстро растет.

Математическое моделирование сравнительно более дешевый и в отношении затрат времени более быстрый процесс, нежели натурное моделирование. Моделирование технологических процессов стало столь же распространенным, как и схемотехническое моделирование и моделирование элементов, компонентов и приборов электронной техники. Все дело в том, что расчеты параметров микроприборов, микросхем и микросистем основаны на знании параметров всех операций, составляющих технологический маршрут их производства, то есть для расчетов реальных параметров приборов необходимо иметь входную информацию, основанную на знании параметров реальных технологических операций и их сочетания. Точность расчетов определяется адекватностью физико-математических и физико-химических моделей технологических процессов.

Наибольшие успехи к настоящему времени достигнуты при моделировании таких операций производства изделий электронной техники и изделий микроэлектроники как эпитаксия, окисление кремния, диффузия, ионное легирование, термовакуумное и ионно-плазменное напыление, литографические операции. Все более новые и все более совершенные и точные модели указанных технологических операций предлагалось по мере развития и применения этих операций в качестве составляющих различных технологических маршрутов в высоких электронных технологиях. Существует даже некоторая закономерность: чем раньше изучена и освоена та или иная технологическая операция, тем более совершенна соответствующая ей математическая модель, как правило, прошедшая несколько стадий модификации.

Химическое осаждение тонких пленок из газовой фазы для большого числа материалов электронной техники получило широкое распространение лишь в последние годы в производстве различных типов изделий микро- и оптоэлектроники, сенсоров, детекторов, и высокотемпературных защитных покрытий. Существенное запаздывание с внедрением процессов химического осаждения тонких пленок в технологии приборов электронной техники связано со сложностью управления и большим числом кинетических, геометрических, внешних, внутренних, входных и выходных параметров процессов, сложностью и многоступенчатостью протекания химических реакций. Соответственно и моделирование процесса химического осаждения тонких пленок из газовой фазы находится в стадии развития и становления. Имеются модели частного характера для отдельных пленкообразующих веществ в ограниченном диапазоне параметров осаждения в реакторах различного типа. Отсутствует научно-обоснованная методика построения моделей химического осаждения тонких пленок на поверхность подложек и изделий элеюронной техники.

В то же время тонкие пленки диэлектрических, полупроводниковых, проводящих материалов входят как неотъемлемая часть физической структуры и конструкций элементов и приборов электронной техники, в частности таких технологически сложных как БИС и СБИС.

Существенная доля технологических операций производственного маршрута изготовления СБИС (10-15 %) являются операциями нанесения пленкообразующих веществ методами химического осаждения из газовой фазы.

Разработка методики построения и научно- обоснованного подхода к построению аналитических моделей процесса химического осаждения тонких пленок из газовой фазы и создание таких моделей для химических реакций имеющих различную кинетику является таким образом задачей современной и актуальной.

Цель и задача исследования.

Целью данной научно-исследовательской работы является построение математических моделей процессов химического осаждения тонких пленок в производстве приборов электронной техники, изделий микроэлектроники и микросистемотехники. Для достижения поставленной цели в работе сформулированы:

- основные этапы построения модели,

- основные требования к параметрам растущей пленки,

- выходные, входные и управляемые параметры процесса осаждения.

Основной задачей исследования является установление аналитической зависимости между выходными параметрами, входными и управляемыми параметрами процесса химического осаждения тонких пленок и подтверждение адекватности установленного математического выражения имеющимся научными, экспериментальными и производственным данными.

Научная новизна, научная и практическая значимость исследования.

Научной новизной исследования является создание метода построения математической модели основанный на сочетании:

- составления уравнений материального баланса процессов осаждения тонких пленок и получения систем дифференциальных уравнений, описывающих кинетику реакций осаждения;

- решения полученных дифференциальных уравнений с учетом требований минимального разброса осаждаемых пленок по толщине в пределах одной подложки (пластины) и в пределах партии обрабатываемых подложек.

Научное значение работы заключается в создании математических моделей процессов химического осаждения однородных по толщине тонких пленок различных веществ, химические реакции пленкообразования которых протекают как реакции первого или как реакции второго порядков.

Практическая значимость выполненного исследования заключается в том, что на основе полученных формул для величины относительной неоднородности толщины осажденных пленок можно провести параметрическую оптимизацию процесса осаждения, позволяющую выбрать режимы процесса осаждения (набор значений управляемых параметров осаждения, форм и размеров реактора осаждения) при которых разброс толщины пленок не превышает допустимой, заранее заданной величины.

Положения, выносимые на защиту.

1. Методика построения математических моделей процессов химического осаждения тонких пленок полупроводниковых, диэлектрических и проводящих материалов в цилиндрическом проточном реакторе с горячими стенками, основанная на составлении уравнений материального баланса реакции образования пленкообразующих веществ и решения полученных уравнений с наложением условия максимальной однородности пленок по толщине в пределах площади одной пластины и в партии пластин.

2. Вывод аналитических выражений связывающих скорость роста пленок и равномерность их толщины (выходные параметры) с входными и управляемыми параметрами процесса химического осаждения для реакций формирования пленкообразующих веществ, протекающих как реакции первого и второго порядков. Эти выражения и являются математической моделью процессов осаждения тонких пленок.

3. Результаты анализа математической модели процесса, определяющие характер влияния входных и управляющих параметров процесса осаждения на толщину пленки и ее распределение по площади полупроводниковых пластин и иных подложек.

4. Ранжирование параметров и степени их влияния на скорость осаждения, толщину и равномерность толщины осажденных тонких пленок.

5. Доказательство адекватности полученных моделей путем сравнения с экспериментальными данными и иными методами.

6. Алгоритм и программное обеспечение расчетов толщины и однородности по толщине осаждаемых при различных условиях тонких пленок материалов электронной техники.

Достоверность, апробация и публикация результатов работы.

Достоверность результатов исследования и адекватность модели подтверждается имеющимися в научно-технической литературе экспериментальными данными, проверкой размерности полученных теоретических формул и переходом этих формул в известные выражения в предельных случаях.

Апробация результатов работы. Научные результаты работы доведены до сведения научной общественности и работников производства. Они докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

- Третья международная научно-техническая конференция «Электроника и информатика - XXI век», Зеленоград - МГИЭТ ТУ, 2000 г.

- Международная научно-техническая конференция «Российская научная школа молодых ученых и специалистов «Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий», Москва-МГИЭМ-Сочи, 2001 г.

- Девятая всероссийская межвузовская конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2002», Зеленоград, МГИЭТ ТУ, 2002 г.

- Четвертая международная научно-техническая конференция «Электроника и информатика - 2002», Зеленоград-Москва, МГИЭТ ТУ, 2002 г.

- Десятая всероссийская межвузовская конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2003», Зеленоград, МГИЭТ ТУ, 2003 г.

Публикации: результаты диссертационной работы опубликованы в двух статьях двух межвузовских сборников «Научные основы разработки технологий и оборудования микроэлектроники» 2000г. и "Научные основы разработки технологий, материалов, приборов и систем электронной техники" 2002 г.ив шести тезисах докладов.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, содержит 51 рисунок, 3 таблицы, список используемой и цитируемой литературы из 68 наименований.

Заключение.

В результате проведенных исследований получена аналитическая модель процесса химического осаждения тонких пленок из газовой фазы на поверхности подложек (пластин) в проточных реакторах с горячими стенками пригодная для адекватного описания скорости осаждения тонких пленок в любой точке любой подложки, входящей в партию обрабатываемых изделий.

В основу построения модели положено требование максимальной однородности толщины формируемой на подложке пленки, что характерно для процессов осаждения в производстве изделий электронной техники и, в частности, при обработке партии полупроводниковых пластин в производстве БИС и СБИС. Модель построена на основе следующих предположений и допущений:

- Реактор химического осаждения представляет собой аксиально -симметричную систему, температура которой в процессе осаждения поддерживается постоянной, поток газовой смеси в зазоре между подложками и стенками реактора ламинарен.

- Скорость процесса осаждения тонкой пленки не зависит от кристаллографической ориентации подложки, структуры растущей пленки.

- Потерями исходных реагентов за счет реакции осаждения на стенках реактора можно пренебречь.

На основе разработанной модели возможна параметрическая оптимизация процесса осаждения, позволяющая выбрать режимы процесса (набор значений параметров осаждения), при котором разброс толщины пленок не превышает допустимой, заранее заданной величины.

1. Сугано Т., Икома Т., Tataucu Е. Введение в микроэлектронику. М. "Мир", 1988.

2. Петрова В.З., Ханова Н.Л., Гребенькова В.И. и д.р. Химия в микроэлектронике М.: МГИЭТ(ТУ), учебное пособие для студентов ВУЗов. Части I и II, 1995г.

3. Петрова В.З., Кошелев Н.И., Ермолаева A.M. Методы получения тонких диэлектрических пленок для целей микроэлектроники и исследование их состава и структуры. М.: МГИЭТ (ТУ)., Учебное пособие для студентов ВУЗов, 1994г.

4. Горчик Т.Е., Горовитц Б. Стимулированное плазмой осаждение из газовой фазы диэлектрических пленок. В кн. "Плазменная технология в производстве СБИС" Москва, "Мир", 1987г.

5. Адаме А. Осаждение диэлектрических пленок и поликристаллического кремния, в кн. "Технология СБИС", под ред. С. Зи, Москва, "Мир", 1986г. в 2-х книгах. Перевод с английского под ред. Чистякова Ю.Д.

6. Фрейзер Д. Металлизация. В кн. "Технология СБИС" под ред. С. Зи, Москва,"Мир", 1986г. в 2-х книгах. Перевод с английского под ред. Чистякова Ю.Д.

7. ХессД.У. Стимулированное плазмой осаждение из газовой фазы пленок переходных металлов и их силицидов. В кн. "Плазменная технология в производстве СБИС", перевод с английского под. ред. д.ф.-м.н. Е.С. Машковой. Москва, "Мир", 1987

8. Wong K.L., Holloway Т.С., Pinizotto P.F, SobezakZ.P. Hunter W.R., Tasch A.F. Composite TaSi2/n+ Poli-Si Low Resistivity Gate Electrode and Interconnect for VLSI Device Technology., IEEE Trans. Electron Devices, ED-29, 547,1982

9. SinhaA.K. Refractory Metal Silicides for VLSI Applications. J.Vac.Sci. Technol, 19,778(1981)

10. Классификация и кодирование информации. Основные понятия. Термины и определения. ГОСТ №17389-71: М., 1975г.

11. Тару и Я. Основы технологии СБИС. Пер. с японск. под ред. В.Г. Ржаноеа. М., "Радио и связь", 1985г.

12. Hammond M.I., Safeti in Chemical Vapor Deposition., Solid State Technol 23, 104, 1980r.

13. Барил M.A., Самойликов B.K. Газовые системы оборудования производства полупроводниковых приборов и интегральных схем. М., Энергия, 1978г.

14. Блинов И.Г., КожитовЛ.В. Оборудование полупроводникового производства. М."Машиностроение", 1986.

15. Баринов В.В., Калинин А.В., Киреев В.Ю. Кластерное производство специализированных СБИС. Изв. ВУЗов. Электроника. №4-5, 2000г., с. 98-102.

16. Панфилов Ю.В., Рябов В.Г., Цветков Ю.Б. Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные работы. М., "Радио и связь", 1987г.

17. Иванов Ю.В., Лакота Н.А. Гибкая автоматизация производства РЭА с применением микропроцессоров и роботов. -М., Радио и связь, 1987г.

18. Фролов В.А., Львович Я.Е., Метелкин Н.П. Автоматизированное проектирование технологических процессов и систем производства РЭС. М., Высшая школа, 1991

19. Weiss М. The Automated Semiconductor Fabricator, Circa 2020; Solid-State Technology, 1997, Vol. 40, №5, pi 83

20. Single-Wafer Cluster Tool Performance: An Analysis of Throughput; IEEE Trans, on Semiconductor Manuf. 1994, Vol. 7, №3, 369

21. Chitre S. Future Trends in CMP. Solid-State Technology 1997, Vol. 40, №5, p 187.

22. Newboe В/ Cluster Tool: A process Solution? Semiconductor International, 1990, July, p 82.

23. A Wafer Houndlung Interface Under Processing Ambient Conditions for a Single-Wafer Cluster Tool. Y. Kamamura, T.Yamamoto et al, IEEE Trans on Semiconductor Manuf. 1998 Vol. 11, №l,pl3.

24. Burger R.M. Donowan R.P. Integrated eirenit manufacturing eirca 1977, Solid-State technology: 1969, Oct., p58.

25. Моделирование элементов и технологических процессов. Под ред. П Антонетти,Д. Антониадиса, Р.Даттока, У Оулдхема. Пер. с англ. под. ред. Р. Суриса. М. "Радио и связь", 1988г.

26. Фитчнер У. Моделирование технологических процессов. В кн. "Технология СБИС", часть 2. под ред. С. Зи. Москва, "Мир", 1986.

27. ЪХ.Коледов JI.A. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок: Учебник для Вузов, -М., Радио и связь, 1989

28. D'Avanzo D.C., VanziM. Dutton R.fV., One-Dimensional Semicinductor Device Analysis (SEDAN), Stanford Electronics Laboratories Technical Report No 6-201-5, October, 1999.

29. Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров. М., Радио и Связь, 1987.

30. Парфенов ОД. Технология микросхем. М., Высшая школа, 1986

31. Добрынин А.В. Феноменологическое моделирование процессов осаждения нитридов алюминия и галлия из газовой фазы. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук М. МГИЭТ, 2001г.

32. A3. Добрынин А.В. Термодинамическая модель осаждения твердых растворов A1N и GaN. Изв. ВУЗов. Материалы электронной техники, №2,2002г., с 55-58.

33. Гаврилов А.И., Хайрюзова Е.В., Посмитный Е.В. Моделирование парофазного осаждения с учетом естественной конвенции. Наука Кубани. Серия Проблемы физико математического моделирования. Естественные и технические науки. №1, г. Краснодар, 1999 г.

34. Добрынин А.В., Найда Г.А., Получение керамических покрытий из нитрида алюминия методом пиролиза. Неорганические материалы, т.34, №1, 1998, с 97100.

35. Роуэл Дж.М. Материалы для фотоники. В мире науки, Декабрь 1986/ Scientific American, October 1986, vol. 255, No 4.

36. Мартин Г. Дрекстейдж, Корнелиус Т. Мойнихэн. Инфракрасные волоконные световоды. В мире науки, Январь 1989/ Scientific American, November 1998, v. 259

37. Сырчин B.K. САПР и моделирование технологических систем: учебное пособие. М., МИЭТ(ТУ), 1997

38. Сырчин В.К. Расчет и оптимизация конструктивно-технологических параметров узлов и систем вакуумно-плазменного оборудования микроэлектроники, -М. МИЭТ, 1990

39. Данилин Б.С., Сырчин В.К. Магнетронные распылительные системы. -М: Радио и связь, 1982г.

40. Виноградов Б.Г., Сырчин В.К. Проектирование вакуумного и элионного оборудования. -М.,: МИЭТ, 1980

41. Blech LA., FrazerD.B., Haszko S.E., Optimization of A1 Step Coverage through Computer Simulation and Scanning Electronic Microscopy. J. Vac. Sci. Technol., 15,13 (1978)

42. Ting C.H., Naurenther A.R., Application of Profile Simulation for thin Film Deposition and Etching Processes. Solid state Technology, 25(r), 115 (1982)

43. Кафаров B.B. Основы массопередачи. M. Высшая школа, 1979г.

44. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М. Химия, 1985г.

45. Кондратьев В.А., Никитин Е.Е. Химические процессы в газах. М. Наука, 1981г.

46. Seto J, Deposition of Polycristalline Silicon by Pyrolisis of Silane. -"J.Electroschem.Soc", v. 122, № 5, p. 701-705, 1975.

47. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М. "Наука", 1967г.

48. Девятых Г.П., Зорин А.Д. Летучие неорганические гидриды. М. М. "Наука", 1977, с. 218-246

49. Орион Б.В., Свиридов Н.М. Осаждение пленок поликристаллического кремния. Электронная промышленность, 1977, №5, с. 20-22.

50. Эдельман Ф.Л., Пленки поликристаллического кремния. В кн. "Полупроводниковые пленки для микроэлектроники", Новосибирск, "Наука" 1977, с. 218-246.

51. Эдельман Ф.Л., Воскобойников В.В, Смирнов В.В., Попов Б.В. Пленки поликристаллического кремния, полученные пиролизом силана, -"Микроэлектроника", 1977, т.З, вып. 6, с. 554-557.

52. Эдельман Ф.Л., Воскобойников В.В., Латута В.З. Рост пленок поликристаллического кремния в реакторе пониженного давления из силана. -"Микроэлектроника", 1974, т.З, вып. 5, с. 418-423.

53. Кобка В.Г., Медведев Ю.П., Ушанкин Ю.В. Оптимизация процесса осаждения пленок поликристаллического кремния в реакторе пониженного давления. -Получение и свойства тонких пленок (ИПМ АНУССР), 1982, вып. 8, стр. 114117.

54. Кобка В.Г., Медведев Ю.П., Смаковенко А.А., Панин А.И. Процесс осаждения пленок поликристаллического кремния в реакторе пониженного давления. -Электронная техника, Сер.7, 1982, вып. 2, стр. 29-32.