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

Сканирующая лазерная интроскопия полупроводниковых структур Фролов, Константин Константинович

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

Фролов, Константин Константинович. Сканирующая лазерная интроскопия полупроводниковых структур : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 05.27.01.- Черноголовка, 1992.- 14 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность темы. В последнее время для развития элементной базы микроэлектроники все более актуальной становится разработка методов неразругаакхдей диагностики и контроля на всех технологических этапах: контроль исходных материалов, полуфабрикатов и готовых изделии, а также анализ причин отказов, возникающих в процессе испытаний и эксплуатации. Незаменимыми для локальной диагностики являются различные микрозондовые методы, наиболее приемлемыми и универсальными среди которых являются электронно - зондовые и оптические зондовые методы. По сравнению с достаточно хорошо разработанными металами диагностирования никроэлектронных изделий и материалов в РЭ^ оптаческое зондовое тестирование по ряду причин ссвоено в значительно меньшей степени.В сравнении с электркжио-зондовыми методами оптическая диагностика значительно уступает лишь в достижимом значении пространственного разрешения (порядка I мкм), но это вполне приемлемо для диагностирования ' большинства структурных элементов современной микроэлектроники. Широкое использование ШОП -структур, характеризуемых низким энергопотреблением придает оптическим зондовкм методам диагностики особую ценность, так как только они в этом случае полностью соответствуют понятию "неразругаащкй контроль".' Среда ряда достоинств оптической зондовой диагностики принципиально важным является также возможность "глубинного" диагностирования таких йатесналов как кремния, арсенид галлия, гермзігаи и

изделий на их основе, а также визуализация существующих в них различных микрополей. Значительная по сравнению с электронным зондом глубина проникновения ИК-излучения в полупроводниковых материалах в сочетании с регистрацией сигналов-откликов различной физической природы позволяет реализовать комплексную диагностику микроэлектронных изделий и материалов с применением компьютерной и аппаратурной томографии. Таким образом, для визуализации и анализа структуры изделий микроэлектроники большую важность приобретает задача создания многофункционального лазероскана, рассмотрения физических особенностей формирования контраста изображений электрически активных дефектов и элементов в полупроводниковых кристаллах и применение полученных результатов для решения научных 'и практических задач.

В данной диссертационной работе делается попытка приблизиться к реиению ряда задач оптической зондовой диагностики полупроводниковых материалов и t изделий, приводятся объяснения соответствующих физических процессов, обосновывается эффективность предложенных нами решений для диагностики изделий микроэлектроники, что позволяет получать достаточно хорошие практические результаты.

Основной целью данной, работы является: разработка и

апробация оригинальных методов лазерной сканирующей

микроскопии и интроскопии для целей визуализации структуры

v и микронеоднородностей широкого класса полупроводниковых

изделий при контроле, диагностике и исследования

структурных и электрофизических свойств на различных

этапах технологического процесса изготовления, например

микросхем.

Научная новизна настоящей работы состоит в

физическом обосновании и разработке физических и

технических принципов лазерной сканирующей интроскопии

полупроводниковых объектов,а также реализация оригинальных

методов исследования и диагностики ряда полупроводниковых

структур, а именно:

I.Исследовалось явление инверсии контраста в изображениях

дефектов в кристаллах кремния при изменении длины волны

зондирующего излучения и объяснен физический механизм этого

эффекта і

2.Предложен и реализован полность» бесконтактный метод

визуализации распределения поверхностной фого-ЭДС

Рассмотрены процессы и параметры облучаемого кристалла,

ответственные за формирование локальной фотоЭДС.

3.Впервые предложен и реализован метод, конфокальной

регистрации СВеТОраССеЯНИЯ ДЛЯ УГЛОВ бЛИЗКИХ К л/2, что

позволило почта на порядок- повысить пространственное разрешение режима рассеяния.

4.Теоретически обоснован и реализован метод регистрации светорассеяния и отражения с высокой локальностью при использовании эллипсоидального отражателя а также реализация конфокального режима в кагодолшинесценции РЭМ. 5.Разработанные методы лазерной сканирующей микроскопии и

: S

микротомографии применены для исследования ряда полупроводниковых объектов микроэлектроники,, в частности электрических микронеоднородностей и доменов в кристаллах.

Практическая ценность работы заключается в развитии лазерных зондовых методов ннтроскошш и кнкротоиографии полупроводниковых структур. На основе сответствувдих теоретических обоснований создана многофункциональная установка, представляющая ценность не только для научных исследований, но и для контроля технологии и анализа-отказов в микроэлехтронной полупроводниковой промыаленности. Предложенные методы и результаты исследований могут сыграть известную роль в неразрушащей бесконтактной диагностике объектов полупроводниковой никроэлектроники. . Основные защищаемые положения : I.Объяснение возможного механизма инверсии контраста изображений дефектов в кремниевых пластинах при измензнии длины волны оптического зондирующего излучения. 2.Метод бесконтактной визуализации распределещш поверхностной фото-ЗДС и его реализация. 3.Метод конфокальной регистрации ИК-светорассеяния для углов близких к/2 и его реализация.

4.Применение эллипсоидального отражателя для регистрации ИК-светорассеяния и отражения с высокой локальностью, демонстрация высокой эффективности предложенного решения. 5.0'осшвание . комплексного =.'./.подхода ,' ттри ':'_ кзучешш электрофизических свойств ряда полуправоднжовж объектов,

в частности кремниевых фотоиреобрэзовэтелей, рекомбинавдгонных волн и доменной неустойчивости в кристаллах кремния , легированных цинком , и в монокристаллах германия.

Апробация работы : Основные результаты диссертационной работа обсуждались на хп Всесоюзної» конференции "Неразрузакщие физические методы я средства контроля" (Свердловск IS90 г.), vii Всесоюзном симпозиуме по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (РЗМ-9І,Звенигород, 1991), на

Международной Конгрессе ПО МИКРОСКОПИИ-( Scanning 91, Snn-

Die.;o, usa ) , на научных семинарах Физического факультета МГУ и ИПТИ РАН.

Публикации : по материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ в трудах конференций , отечественных и зарубежных журналах.

Диссертация состоит из введения, трех глав, содержит 130 страниц машинописного текста , в том числе 25 рисунков и список цитированной литературы, включающий ПО публикаций.