В монографии рассмотрены вопросы послойного анализа монокристаллов, структур'и пленок кремния, германия и соединений AraBv. Приведены подробные методики химического травления слоев толщиной от 0,01 до десятков микрометров и методики измерения толщины слоев при послойном анализе. Анализируются процессы травления и приемы, обеспечивающие воспроизводимость параметров прецизионного снятия тонких слоев материалов, методы определения легирующих и фоновых примесей, применяемые при послойном анализе (химико-спектральные, атомно-абсорбцион-ные, атомно-флуоресцентные, спектрофотометрические и инверсионно-вольтамперометрические). Указываются возможности определения загрязнений на поверхности кремния, германия и арсени-да галлия. ;
Книга рассчитана на химиков-аналитиков, исследователей и 4 технологов, работающих в электронной промышленности.
Р ецензент
ы: Т. П. СМИРНОВА, В. В. МАЛАХОВ
ПРЕДИСЛОВИЕ
Аналитическая химия материалов .^электронной техники обладает двумя специфическими особенностями. Первая из них состоит в том, что используются вещества высокой чистоты. Вторая связана с бурным развитием микроэлектроники и, как следствие, с необходимостью исследования объектов малых размеров. Эти особенности обусловили поиск и разработку методов анализа, сочетающих чрезвычайно низкие границы определяемых содержаний (относительные и абсолютные) с возможностью исследовать поверхностные слои, профили концентраций определяемых элементов, проводить послойный анализ. v .
Монография И. Р. Шелпаковой, И. Г. Юделевича, Б. М. Аюпо-ва является, по-видимому, одной из первых книг по послойному анализу. Она широко охватывает поставленную задачу от послойного травления до измерения толщины пленок. При этом авторы сосредоточили внимание на аналитических методах, применяемых к задачам общего анализа веществ (нейтронно-активационном, химико-спектральном, атомно-абсорбционном и других). Такой подход дает возможность использовать описанные методы послойного анализа в других лабораториях соответствующего профиля без их переоснащения.
Прежде всего следует отметить детальное рассмотрение проблемы послойного травления полупроводников различных видов. Авторы дают набор ценных рецептов химического травления- и анодного оксидирования кремния, герцания, соединений Аш, Bv . Рассмотрены погрешности анализа, обусловленные операциями снятия слоев. Это очень важный момент, так как в литературе по чистым веществам метрологией подготовительных одераций неоправданно пренебрегают.
Раздел послойного химического травления органично переходит в раздел конечного определения. Здесь приведен большой по-
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие...........................
Введение' . . . ". . . . . . •. ..................
Глава 1. Послойное химическое травление монокристаллов и пленок
"1.1. Структурно-химические особенности Монокристаллов крем-
.нйя, германия и А1ИВ^........,у......
-1.2. Непосредственное химическое травление полупроводников
1.2.1. Возможные механизмы химического травления . . .
1.2.2. Выбор травильных растворов для послойного анализа полупроводниковых материалов. Техника послойного химического травления.........
1.2.3. Послойное химическое травление кремния и германия ... . . . . ,...... . . . : ... . .
1.2.4. Послойное химическое травление арсенида галлия, • автимонида и арсенида индия........ . .
.1.2.5. Послойное химическое травление собственных оксидов на полупроводниках ..........'...
1.3. Химическое травление после анодного' оксидирования
1.3.1. .Основные характеристики электрохимического оксидирования полупроводников ..........
1.3.2. Выбор условий анодного оксидирования для послойного травления полупроводников. Техника анодного оксидирования ................
1.3.3. Анодное оксидирование кремния . .......
1.3.4. Анодное оксидирование германия .,...,:.. .1.3.5. Анодное оксидирование арсенида галлия [1471 • • •
1.3.6: Анодное оксидирование антимонида индия .... Т.3.7. Анодное оксидирование арсенида индия [152] . . . 1.3.8. О механизме анодного оксидирования полупроводников [155] . . . ................
1;4. Погрешности определения концентрации примесей, связанные с послойным химическим травлением и подготов-кой раствора к анализу . ... . ~. . . . . . , •. .
1.4.1. Случайная погрешность .......-. . ; . .. .
1.4.2. Систематические погрешности...... . . . . .
Глава 2. Методы анализа полупроводниковых слоев и пленок . . . .
2.1. Метопы нейтронно-активационного анализа......•
2.2. Спектральные и химико-спектральные методы анализа
2.2.1. Дуговое возбуждение-спектров .-.....->''• .
2.2.2. Разряд в горячем'полой катоде .._.'.......
2.3. Атомно-абсорбционные методы анализа ....,,... .90
2.3.1. Атомно-абсорбционноё определение Р в слоях кремния...................... до
2.3.2. Атомно-абсорбционные методы послойного определения ряда легирующих и фоновых примесей в кремниевых слоях и пленках.......... 93
2.3.3. Атомно-абсорбционноё определение легирующих и фоновых примесей в слоях и пленках германия 97
2.3.4. Атомно-абсорбционноё определение легирующих примесей в слоях и пленках соединений AInBv 99
2.4. Атомно-флуоресцентная спектрометрия и ее применение
для анализа полупроводниковых- слоев и пленок .... 105
2.5. Спектрофотометрические методы и их применение для анализа полупроводниковых слоев и пленок .''. -v-..... 115
2.6. Электрохимические методы анализа........... 121
2.6.1. Анализ кремниевых слоев и пленок....... 123
'2.6.2. Анализ германиевых слоев и пленок...... 124
2.6.3. Анализ слоев и пленок соединений AnlBv ... 124
Глава 3. Измерение толщины пленок • ? . . ........... 127
3.1. Метод интерферометрии................ 128
3.1.1. Двухлучевая интерференция........... 128
3.1.2. Многолучевая интерференция....... . . . 130
3.1.3. Расчет толщины пленок по сдвигу интерференционных полос.................... 132
3.1.4. Экспериментальные устройства .......... 134
3.2. Эллйпсометрия .................... 140
3.2.1. Основная формула эллипсометрии......... 140
3.2.2. Формулы для расчета констант подложек ... . 141
3.2.3. Вывод формул для расчета, толщины и показателей преломления однослойных пленок........ t42
3.2.4. Вывод формул для расчёта толщины и показателей преломления многослойных пленок ...... 144
3.2.5. Экспериментальные устройства.......... 146
3.2.6. Определение углов .ij> и Д ..'.......... 148
3.3. Профилометрия.................... 149
3.4. Практическое определение толщины . •......... 150
3.4.1. Определение толщины пленок интерференционным методом.................... 150
3.4.2. Определение толщины, Диэлектрических пленок эл-липсометрическим методом............. 151
3.4.3. Определение толщины пленок методом профило-метрйи . . . . ..'.-. .'.':. .......... 155
-3.5. Обсуждение таблицы................. 155
Литература........................... 159
Цена: 150руб.
