Введение к работе
Актуальность работы. Развигне микроэлектроники по пути мэньаения элементов ИС до субмикронных размеров определило начательный интерес к быстрой термической обработке (БТО) «когерентным излучением, минимизирувдэй негативное влияние ысокой температуры на полупроводниковый кристалл.
БТО нвкогерентным излучением применяется для кристаллизационного отнята иокяс-кмплантированных слоев, жигания металлизации, формирования силицидов т}топлавких іеталлов и подзатворного диэлектрика. Однако широкое внедрение !Т0 в технологию изготовлешя ИС сдерживается из за ябдостаточйой изученности процессов, происходящих в шогослойных структурах при агреве излучением.
Наличие в структурах материалов с различными оптическими, впло-физичесхими и физико-механическими ' свойствам;!, :ериодичность структуры, анизотропия физико-механических свойств риводят к специфичным явлениям при поглощении излучения, армированию температурных полей, полей 'напряжений и ;ефектообразованию.
Кроме того, скоротечность процессов нагрева-охлаздения -
риводит к формированию нестационарных градиентов температуры в
структурах,, при этом возможно возрастание интенсивности
вфэктообразования. Таким образом, для использования БТО
екогерентным излучением в технологии Ш необходимы
рполнителкакэ исследования влияния БТО на крвмниевпе структуры и
птимизация. режимов БТО структур ИС с учетом вышеперечисленных
акторов. ' ~ _
Проблема анализа напряженного состояния кремниевых структур ри БТО является комплексной, , и включает ряд явлений, роисходядах при воздействии некогерентного излучения на ногослойнуи структуру. Они . связанны со спецификой оздействуидегр излучения и свойствами обрабатываемых материалов. ; связи с этим мозшо выделить следующие основные физические вления, которые необходимо рассмотреть при моделировании роцессов в кремниевых структурах при БТО нвкогерентным злучекивм:
-поглощение излучения;
-формирование температурных полей;
-генерация напряжений; . '/ -дефектообразовшие.
Кроме того, в микроэлектронике используются метода обработки в которых контролируемое введение дефектов кристаллическс структуры подложки приводит к улучшению электрических параметре активных элементов ИМО. 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 напряженної состояния кремниевых структур при БТО некогерентным излучениел целью работы является исследование температурных полей і напряжений в кремниевых структурах ИС при быстрой термическое обработке. некогерентным излучением для выявления критаческю режимов нагрева, приводящих к формированию дефектов структуры, і разработки метода генерирования структур ИМС с помощью БТО.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следрвд задачи:
-построить модель поглощения некогерентного излучения в многослойных кремниевых структурах;
-определить распределения температурных полей в кремниевь структурах-различной топологии и состава при БТО некогерентным излучением,
-разработать модель расчета напряжений в кремниевых структурах;
-разработать методику оптимизации ре-пимов БТО кремниевых структур некогерентным излучением; Кроме того, для достижения поставленной цели дополнителы 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 температуры в кремниеві структурах различной топологии и .состава в зависимости от режиме . БТО некогерентным излучением;
-предложена математическая модель генерации полей напряжеш
5 кремниевых структурах при БТО некогерентннм излучением, при гомощи которой показано, что температурные поля генерируют іапряжения, 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 іефектообразовання. "
Практическая значимость
-разработки пакет программ, позволяющий оптимизировать режим ;Т0 кремниевых структур некогерентным излучением по распределению емпературн и напряжений в них, с учетом нелинейных оптических, еплоЗгоических и физико-механических свойств структуры, а так же ишзотропии основных физических свойств материала подложки;
-разработаны метода генерирования структур ШС с помощью агрева некогерентным Ж излучением ( А,С. СССР N 1804241, олокительное решение го заявке N 5019196/25(060163) от: 27.02.92);
Диссертационные исследования являются частью плановых аучно-исследовагельских работ лаборатории новых технологий эфедры Микроэлектроники и технологии больших интегральных схем аганрогского Государственного . Радиотехнического Университета, ыполняемых 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 (nn 13325, 13328, 13353, 13351), выполняемых в ТРТУ.'
Похожие диссертации на Исследование температурных полей, напряжений и дефектрообразования в кремниевых структурах ИС при быстрой термической обработке некогерентным излучением
