Введение к работе
Актуальность теми. Пленочные интегральные схемы (ИС), изготавливаемые методами пленарной технологии иэ' моно- и полислояных структур, сталги основной' элементной базой микроэлектроники. Одновременно с совершенствованием технологии ИС возрастшзт требования Н контроле ряда параметров получаемых структур, яклочая их эле- . ментннй, фазовий состав, толсину и однородность распределения примесей. Для решения этой проблемы предлохено достаточно эффективных, но дорогостоящих, не всегда доступных методов контроля (например, охе-спектроскопия, масс-спектроскопия с лазерной фото-ионизацией, голография и др.), к тому же требующих специально подготовленных операторов. Однако,как показывает работы ряда советских исследователей, большую часть необходимой аналитической информации о слоях КС мохно получить с помокью более простых и дешевых методов контроля, одним из которых является локальный электрохимический анализ (ЛЗА), использующий методологию зондово-го анализа в сочетании с водьтамперометриея, хронопотенциометрией и другими электроаналитическими методами. За счет электрохимического растворения микроучастков пленочных покрытия ИС даниы?. уэтод позволяет проводить распределительный элементный и фазовый акалк-аа их слоев с одновременным получением оценок массы (толсины).
Настоящая работа посвящена ЛЭА металлических и полупроводниковых покрытий и слоев структур, применяемых в микроэлектронике.
Работа является результатом исследования, проводимых на кафедре аналитической и физической химии Куйбышевского политехнического института, связана с планом основных научных работ вуза и выполняется по плану госбвдхетных работ: тема t 79003100 от З июня 1977 г. "Электродекристаллизационнал вольташерометрия твердых фаз и коррозия сплавов"; тема 9 1860040443 Чизчкс-хими-ческия анализ гомогенных и гетерогенных систем"; вклечена в общесоюзную научно-техническую программу 0.72.01 ГКНТ СССР, и АК СССР на 1986-1990 г.г. (Постановление ГКНТ СССР и АН СССР Я 543/137 от 30.11.65) и комплексну!) научно-техничеокуо программу Минвуза РСФСР "Надежность конструкций" (приказ * С59 от 13.11.81, продолжение работ в ХП пятилетке - приказ Є 641 от 10.1С86).
Цель работы. Разработка экспрессных методик ЛЭА фазового и элементного состава одно- и двуслойных пленочных покрытий с заданными метрологическими характеристиками применительно к сочетаниям покрытий и подл охек, наиболее распространенных в микро--
элоктронннх ИС (металл-металл, металл-диэлектрик, металл-полупроводник, полупроводник-полупроводник).
Научная новизна:
-
Прадлохен гибридный способ, объединяющий ЛЭА и инверсионную вольтамперомотрию (ИВА), а Такие соответствующее устройотво для определения элементного состава и массы пленочных покрн-тии5п -BL в одной контрольной операции (положительное решение по ааявке на изобретение * 4679925).
-
Разработан способ (а.с.Р 1272203) определения методом ЛЭА содержании компонентов в бинарных поропковых композициях (механических смесях)Лд с Ра ,Р6 ,2п .Hi .Po.BL ,56 .W , Mo с использованием расчетно-градуировочннх характеристик, и установлены границы их применимости для элементного энализа сплавленных порошковых композицийJJQ -РВ ,-ИО -LU. ,MQ -jffl.
-
Предложен электролит (а.с.Р І364Є50) для распределительного разового Г:ЗА ди44,узионных слоев в покрытиях из сплавовОГІ-гб иоП. -ni , нанесенных на медную и латунную подложки.
-
Разработан способ контроля методом ЛЭА концентрационных профиле Л легируюаей примеси в эпитаксиальных слоях кремниевых структур П-П +-типа.
Практическое значение работы. Разработан комплекс методик JISA металлических и полупроводниковых структур, применяемых в технологии микроэлектронных НС. Методики контроля распределения массы однослойной и двуслойной металлизации по площади подложки (внедрено на п/я Г-4ІІ13, В-2946, ШЮ "Металлист", г.Куйбывев, МИЗА, г.Москва} и распределительного фазового анализа диффузионных слоев в покрытиях сплавами олова на медных и латунных подложках (внедрено в НИИЗМЛ, г.Пенза) рекомендованы к отраслевому использованию. Суммарный экономический эффект от внедрения даннвх методик составил более 10С тыс.руб. Способы контроля пленочных покрытия, бинарных порошковых композиций и концентрационных профилей легирующей примеси а эпитаксиальных кремниевых структурах П. - П.+-типа находятся а стадии внедрения.
На защиту выносятся; - гибридный способ определения элементного состава и толщины пленочного покрытия сплавом Sfl-вІ,нанесенного на медную подложку ;
способ определения содеріания компонентов в бинарных металлических порошновнх композициях методой ЛЗА с использованием расчетно-градуировочных характеристик;
состав электролита для распределительного разового ЛЭА диффузионных слоев в покрытиях сплавамиОГС - РЬ .Sn-Bi , нанесенными на медную и латунную подлохки;
способ контроля методом ЛЗА концентрационных профилей легирующей примеси в кремниевых эг.итаксиальных структурах П-Гі^-типа.
Апробация работы. Материал,диссертации обсухдался на Всесоюзной научно-технической конференции "Оборудование, аппаратура, приборы и методы исследования" (Москва, 19S2 г.), У1 Всесоюзной конференции' по электрохимии (Москва, 1982 г.), IX Всесоюзном совещании по поллрограіии (Урть-Комоногорск, 19В7 г.), і Всесоюзной конференции по электрохимическим методам анализа (Томск, 1989 г.) и др.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 26 работ в виде статей и тезисов докладов, включая 2 авторских свидетельства и 1 положительное решение по зал8ке на изобретение.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 194 страницах, содерхит 24 таблицы, S6 рисунков и состоит из введения, шести глав, выводов, списка использованной литература (123 наименования) и прилохений.
Похожие диссертации на Локальный электрохимический анализ пленочных элементов микроэлектроники
