Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Оптимизация методов химической подготовки и пассивации поверхности Si с применением фторсодержащих кислот Левенец, Владислав Владимирович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Левенец, Владислав Владимирович. Оптимизация методов химической подготовки и пассивации поверхности Si с применением фторсодержащих кислот : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.27.06 / НИИ физ. проблем.- Москва, 1994.- 19 с.: ил. РГБ ОД, 9 94-2/2532-6

Введение к работе

Актуальность темы. Процедура подготовки поверхности
Si подложки является наиболее часто встречающимся этапом в
технологической цепочке производства интегральной
микросхемы . Качество эпитаксиального роста тонких пленок
на Si подложке в значительной мере определяется

предэпитаксиальной подготовкой поверхности подложки. Фундаментальная задача всякой процедуры подготовки поверхности Si подложки состоит в контроле следующих параметров: шероховатость поверхности, присутствие на ней окисла, ионов металлов, органического загрязнения, микрочастиц.

Все процедуры подготовки поверхности Si, используемые в электронной промышленности на данном этапе, основаны на процедуре "мокрой" химической подготовки поверхности, предложенной в 1970 году Керном и др.. (В зарубежной литературе - процедура RCA.) В настоящее время разработка ULSI с субмикронной топологией выдвигает качественно новые требования к поверхности Si подложки: речь теперь идет об атомарно-чистой поверхности. Процедура химической подготовки поверхности подложки должна гарантировать присутствие ионов металлов - не более 1()10 1/см2, шероховатость - не более 50 А, присутствие механических частиц - не более 1 частицы диаметром 0.1 мкм на 100 см^. Для достижения такой сверхчистой поверхности необходимо точное представление о процессах изменения структуры и свойств приповерхностного слоя Si подложки при различных химических обработках; для сохранения такой сверхчистой поверхности необходимо владеть методами эффективной пассивации поверхности Si и методами in-situ удаления пассивирующего слоя с поверхности подложки при низких температурах.

В настоящее время предложено несколько вариантов улучшения процедуры RCA. Во всех этих улучшенных

процедурах для пассивации подложки Si водородом используется финишная обработка поверхности в HF кислоте. Но HF - кислота средней силы: насыщение водородом "оборванных" химических связей кристаллического Si на его поверхности после финишной обработки в HF не является полным. В этой связи представляется перспективным применение в качестве пассивирующих агентов сред с более высокой активностью протона - кислот и суперкислот: HBF4, SbF5-HF, HS03F-SbF5.

Цель настоящей работы заключается в оптимизации
процесса химической подготовки поверхности Si для

улучшения структуры и химического состава приповерхностного слоя подложки и разработке нового метода защиты (пассивации) чистой поверхности Si подложки с использованием фторсодержащих кислот.

В диссертациоішой работе можно выделить следующие

Разработка процедуры "мокрой" химической подготовки поверхности Si с применением HBF4 кислоты.

Разработка модели, адекватно описывающей изменение структуры приповерхностного слоя подложки Si при различных обработках поверхности, и оптимизация процедуры подготовки поверхности Si с использованием фторсодержащих кислот.

Научная новизна работы.

  1. Разработана новая процедура "мокрой" химической подготовки поверхности Si: впервые для протонирования поверхности Si использована HBF

  2. Впервые с помощью туннельного микроскопа с нанометровым разрешением получено изображение пассивированной водородом поверхности Si подложки после 18

часов хранения на воздухе.

  1. Показано, что рост Si02 на поверхности Si подложки, обработанной в HBF4 кислоте, при хранении на воздухе происходит медленнее по сравнению с ростом Si02 на поверхности Si подложки, обработанной в HF кислоте.

  2. Показано, что в особых условиях происходит травление кристаллического кремния водными растворами HF и HBF4. Впервые получены образцы пористого Si химическим травлеішем монокристаллической подложки в водном растворе HF и HBF4 кислоты. Скорость формирования пленок пористого кремния при травлении в водном растворе HBF4 на порядок больше скорости формирования пористого кремния при травлении в водном растворе IIF кислоты.

5. В рамках зллипсометрической модели поверхности Si
с "интерфейсным слоем" показано, что структура
"интерфейсного слоя" при различных химических обработках
претерпевает значительные изменения: толщина "интерфейсного
слоя" увеличивается, а оптические свойства приближаются к
оптическим свойствам кристаллического Si. Эти изменения
модельного "интерфейсного слоя" указьшаїот на улучшение
кристаллической структуры поверхности Si.

1. Разработанная в диссертации процедура подготовки
поверхности Si с фгашшной обработкой в водных растворах
HBF4 может быть использована: в технологии ULSI для
предокислительной обработки, когда "паразитным" фактором
является межоперационное время нахождения пластины Si в
атмосфере чистых помещений; при подготовке поверхности Si
для туннельно - микроскопических исследований.

  1. Показано, что метод "мокрой" химической подготовки поверхности Si для технологии ULSI и зпитаксиалъного наращивания является более технологичным, чем широко используемый метод глубокого термического окисления с последующим стравливанием.

  2. Представленный способ получения пленок пористого Si химическим травлением монокристаллического Si в водных

растворах HF и HBF4 хорошо совместим с традиционной планарной технологией производства интегральной микросхемы и позволяет формировать заданные области пористого Si субмикронных размеров.

Основные положения, выдвигаемые на защиту.

1. При обработке поверхности Si подложки в HBF4
кислоте достигается более полное насыщение водородом и
фтором "оборванных" химических связей кристаллического Si по
сравнению с поверхностно, обработанной в HF.
Протонированная поверхность Si в обоих случаях представлена
гидридами: Si-H, Si-H2 и Si-Нз.

2. Рост на воздухе оксидной пленки Si02 на поверхности
Si, обработанной в HBF4 кислоте, происходит медленнее по
сравнению с ростом Si02 на поверхности подложки,
обработанной в HF.

3. Двухкратное повторение цикла "мокрой" химической
обработки поверхности Si приводит к насыщению оптических
параметров приповерхностного слоя подложки.

Публикации: Основные "результаты диссертации опубликованы в 6 печатных работах.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав с вьшодами и заключешія. Общий объем диссертации - 91 страница, включая 12 рисунков, 6 таблиц, список литературы (94 наименования) и приложение.

Похожие диссертации на Оптимизация методов химической подготовки и пассивации поверхности Si с применением фторсодержащих кислот