Ионно-плазменные процессы в тонкопленочной технологии

Читать фрагмент

книга

Ионно-плазменные процессы в тонкопленочной технологии

Настоящая книга представляет собой подробное справочное руководство по основным вакуумным плазмохимическим процессам в тонкопленочной технологии – реактивному магнетронному нанесению тонких пленок и ионно-плазменному травлению. В ней обобщено современное состояние этих процессов.
Книга содержит подробное описание магнетронных напылительных установок и плазмохимических установок для травления тонких пленок. Рассмотрены технологические особенности их использования. Описаны способы управления процессами реактивного нанесения тонких пленок и использования среднечастотных импульсных источников питания. Показаны технологические особенности получения тонких пленок тройных химических соединений методом реактивного магнетронного сораспыления. Описана структура получаемых пленок и ее зависимость от параметров процесса нанесения. Приведены принципы конструирования источника высокочастотного разряда высокой плотности для ионного или плазмохимического прецизионного травления тонких пленок, а также его использования для стимулированного плазмой осаждения тонких пленок. Книга рассчитана на специалистов, занимающихся исследованием, разработкой и изготовлением различных изделий электронной техники и нанотехнологии, совершенствованием технологии их производства и изготовлением специализированного оборудования. Она также будет полезна в качестве учебного пособия для студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специализаций.

Форматы: PDF

Серия: Мир материалов и технологий

Издательство: Техносфера

Год: 2010

Место издания: Москва

ISBN: 978-5-94836-222-9

Страниц: 528

Артикул: 42033

Электронная книга

399 ₽

Купить и скачать

Содержание

Содержание книги "Ионно-плазменные процессы в тонкопленочной технологии "

Предисловие

Введение

Глава 1. Пробои на катоде магнетрона

1.1. Что такое пробой

1.2. Механизм возникновения пробоев на катоде

1.3. Причины пробоев на катоде при реактивном магнетронном распылении

1.4. Классификация пробоев по причинам их возникновения

1.4.1. Естественный окисел и его устранение с поверхности мишени

1.4.2. Конструктивные способы устранения диэлектрика, возникающего в реактивном процессе

1.4.3. Устранение диэлектрика, образовавшегося из-за возврата распыленных атомов на мишень

Литература

Глава 2. Процесс реактивного магнетронного распыления со среднечастотным источником питания магнетрона

2.1. Устранение причин пробоев на катоде магнетрона с помощью импульсного СЧ ИП

2.2. Процессы в плазме среднечастотного разряда

2.2.1. Форма импульсов тока во время перезарядки поверхности слоя диэлектрика

2.2.2. Стадии развития разряда во время рабочих импульсов

2.3. Влияние параметров СЧ импульсов на скорость и механизм осаждения пленки

2.4. Работа ИП при возникновении дуги

2.4.1. Способы обнаружения пробоя

2.4.2. Влияние времени задержки реакции ИП после обнаружения пробоя на стабильность реактивного процесса напыления

2.4.3. Влияние времени выключения импульсного СЧ ИП после пробоя на стабильность реактивного процесса напыления

2.5. Решение проблемы «исчезающего анода» при реактивном магнетронном разряде

2.5.1. Проблема «исчезающего анода»

2.5.2. Дуальное магнетронное распыление

2.5.3. Мультианодное распыление

Литература

Глава 3. Процессы в плазме у поверхности растущей пленки

3.1. Потоки частиц на подложку из плазмы разряда

3.2. Электрическое смещение на подложке

3.2.1. Электрически изолированная подложка

3.2.2. Отрицательное постоянное смещение

3.2.3. Среднечастотное импульсное отрицательное смещение

3.2.4. Среднечастотное импульсное положительное смещение

3.3. Влияние дополнительного ВЧ поля в импульсном магнетронном распылении

3.4. Температура поверхности растущей пленки

Литература

Глава 4. Особенности реактивного магнетронного распыления

4.1. Причины нестабильности реактивного распыления

4.2. Стабилизация процесса реактивного магнетронного распыления

4.2.1. Способы устранения гистерезиса из характеристик реактивного процесса модификацией конструкции напылительной установки

4.2.2. Стабилизация и управление реактивным процессом по парциальному давлению реактивного газа

4.3. Измерение парциального давления реактивного газа внешними по отношению к разряду устройствами контроля

4.4. Стабилизация процесса реактивного магнетронного распыления по электрическим параметрам разряда

4.4.1. Причины изменения электрических параметров разряда при напуске реактивного газа

4.4.2. Особенности вольт-амперных характеристик реактивного магнетронного разряда при фиксированном потоке реактивного газа

4.4.3. Стабилизация реактивного процесса стабилизацией напряжения разряда и контроль напуска газа по току разряда

4.4.4. Стабилизация процесса по току разряда и управление напуском реактивного газа по напряжению разряда

4.5. Достижение долговременной стабильности процесса реактивного магнетронного распыления

4.6. Влияние температуры мишени на процесс реактивного распыления

Резюме

Литература

Глава 5. Получение пленок тройных и более сложных химических соединений

5.1. Одновременное реактивное магнетронное распыление различных мишеней

5.1.1. Особенности процесса реактивного магнетронного сораспыления различных мишеней в среде с кислородом

5.1.2. Покрытия с повышенной твердостью на основе нитридов переходных металлов

5.1.3. Твердые покрытия на основе тройных соединений: окислов и карбидов

5.2. Магнетронное распыление в среде двух реактивных газов

5.2.1. Оксинитриды

5.2.2. Получение пленок оксинитридов двух материалов при магнетронном сораспылении

5.2.3. Другие тройные соединения: карбонитриды и карбооксинитриды

Литература

Глава 6. Структура тонких пленок и способы управления ею

6.1. Развитие микроструктуры и появление предпочтительной ориентации в растущей пленке

6.2. Модель структурных зон

6.3. Двухосно ориентированные тонкие пленки и механизмы формирования их структуры на наклоненной подложке

6.4. Экспериментальное подтверждение модели структурных зон

6.4.1. Пленки TiN

6.4.2. Пленки окиси циркония, стабилизированной иттрием (YSZ)

6.4.3. Пленки MgO

6.4.4. Пленки хрома

6.4.5. Пленки AlN

6.5. Влияние параметров нанесения на структуру тонких пленок и степень их биаксиальной ориентации

6.5.1. Условия возникновения ориентации в плоскости

6.5.2. Расстояние мишень — подложка

6.5.3. Величина общего давления в разряде

6.5.4. Величина угла между мишенью и подложкой — α. Движущиеся подложки

6.5.5. Ионная бомбардировка

6.5.6. Толщина пленки

6.5.7. Остаточные газы

6.5.8. Легирующие присадки

6.5.9. Конфигурация магнитной системы магнетронов

6.5.10. Положительное смещение подложки

Резюме

Литература

Глава 7. Способы равномерного нанесения пленки из протяженного магнетронного источника

7.1. Факторы, влияющие на неоднородность толщины покрытия при нереактивном процессе

7.1.1. Влияние неоднородности магнитного поля

7.1.2. Влияние соотношения размеров магнетрона и подложки

7.1.3. Неоднородности глубины зоны эрозии, возникающие из-за наличия ее закругления на концах мишени протяженного магнетрона

7.1.4. Влияние положения анодов на равномерность толщины пленки

7.2. Дополнительные причины неравномерности распыления при реактивном распылении

7.2.1. Влияние состояния поверхности анода

7.2.2. Влияние соотношения длин протяженного магнетрона и системы подачи реактивного газа

7.3. Выравнивание неоднородностей нанесенной пленки локальной регулируемой подачей реактивного газа или аргона

Литература

Глава 8. Основы моделирования реактивного разряда

8.1. Моделирование изменения параметров процесса реактивного нанесения во времени

8.2. Моделирование установившегося процесса реактивного нанесения

8.3. Представление вольт-амперных характеристик разряда

8.4. Моделирование процессов в разряде в течение периода импульса

8.5. Моделирование процессов при среднечастотном импульсном распылении

8.6. Моделирование неустановившихся процессов реактивного распыления

8.6.1. Ход процесса при включении разряда

8.6.2. Ход процесса во время паузы в разряде

8.6.3. О быстродействии устройств управления

8.7. Экспериментальные исследования процессов релаксации в реактивном разряде после каких-либо резких изменений условий разряда

8.7.1. Самопроизвольные переходы реактивного разряда из одного состояния в другое

8.7.2. Переходы реактивного разряда из одного состояния в другое под действием систем управления

8.8. Особенности моделирования процесса реактивного нанесения нитридов кремния и алюминия

8.9. Примеры применения моделей реактивного распыления

8.9.1. Пример применения уточненной расчетной модели для процесса реактивного распыления алюминия в смеси аргона и азота

8.9.2. Пример применения уточненной расчетной модели для процесса реактивного распыления кремния. Сравнение двух процессов реактивного распыления кремния в смеси аргона и одного из реактивных газов: кислорода или азота

Литература

Глава 9. Вакуумные напылительные установки фирмы ООО «ЭСТО-Вакуум»

9.1. Напылительные установки фирмы ООО «ЭСТО-Вакуум», выпускавшиеся до 2004 года

9.2. Современные напылительные установки серии Caroline D12

9.2.1. Вакуумная система установок серии Caroline D12

9.2.2. Унифицированные импульсные ИП, используемые в установках серии Caroline D12

9.2.3. Установка вакуумного напыления Caroline D12 A

9.2.4. Установка вакуумного напыления Caroline D12 B

9.2.5. Установка вакуумного напыления Caroline D12 B2

9.2.6. Установка вакуумного напыления Caroline D12 С

9.2.7. Установка вакуумного напыления Caroline D12 B1

9.3. Технологические особенности применения магнетронных установок серии Caroline D12

9.3.1. Нанесение резистивного слоя на магнетронной установке

9.3.2. Нанесение металлизации на магнетронной установке

9.3.3. Получение чередующихся слоев различных диэлектриков на основе кремния в одном процессе на магнетронной установке

9.4. Резюме по напылительным установкам серии Caroline D12

Литература

Глава 10. ТСР источники плазмы

Глава 11. Вакуумные установки для ионного и плазмохимического травления фирмы ООО «ЭСТО-Вакуум»

11.1. Установка для реактивного ионноплазменного травления «Каролина РЕ 4» («Эра-3М», «Эра-4»)

11.2. Шлюзовая установка реактивного ионноплазменного травления Caroline РЕ 11 («ЭРА 5»)

11.3. Унифицированные установки плазмохимического и ионно-лучевого травления серии Caroline 12

11.4. Установка ионно-лучевого травления Caroline IE 12

11.5. Установка плазмохимического травления Caroline PE 12

11.6. Шлюзовая установка плазмохимического травления Caroline PE 15

Глава 12. Применения установок плазмохимического травления с устройствами ТСР разряда

12.1. Травление монокристаллического пьезокварца через нанесенную металлическую маску на глубину более 100 мкм

12.2. Скоростное анизотропное травление монокристаллического кремния

12.3. Среднечастотная модуляция ВЧ мощности при плазмохимическом травлении

12.4. Другие примеры применения установок с ТСР источниками для ионно- и плазмохимического травления

Глава 13. Установка Caroline PECVD 15 для плазмостимулированного химического осаждения из паров (PECVD) с применением ТСР источника

Литература к главам 10—13

Глава 14. Рекомендации по комплектации вакуумных участков для производства различных изделий электронной техники вакуумно-технологическим оборудованием фирмы «ЭСТО-Вакуум»

14.1. Участок производства ГИС

14.2. Участок производства СВЧ ГИС

14.3. Производство ГИС с многоуровневой разводкой

14.4. Участок производства полупроводниковых приборов и ИС

Резюме

Приложение. Общепринятые в иностранной литературе сокращения

Отрывок из книги

22Глава 1. Пробои на катоде магнетронаБиполярные дуги (дуги или пробой) — дуги между мишенью и подложкой или арматурой вакуумной камеры или между мишенью и анодом. При этом на-блюдается короткое замыкание ИП.Энергия указанных явлений нарастает в следующей последовательности: микропробои, униполярные дуги, биполярные дуги [17]. В обратной последова-тельности нарастает частота их появления. Частоты их появления соотносятся как 100000:10:1, то есть на каждые 100000 микропробоев приходится одна бипо-лярная дуга. Для сильно окисленной поверхности мишени соотношение увели-чивается до 10000:1000:10, и процесс становится нестабильным [17].Сам по себе микропробой не нарушает процесса распыления, но может стать причиной сильных биполярных дуг (пробоев) [18]. В работах [10, 19] со средне-частотным импульсным ИП наблюдали, что далеко не всегда микропробой пе-рерастал в дугу. Иногда же микропробои перерастали в дуговые разряды меж-ду мишенью и плазмой или заземленными экранами [10, 19]. Это происходит, если при микропробое диэлектрика образуется большое количество вторичных электронов, достаточное для образования горячего пятна [18]. В этом случае на поверхности катода в результате микропробоя может возникнуть катодное пят-но диаметром около 10 мкм [20—22] и даже 300 мкм [19]. Тогда вся мощность ИП концентрируется на площади малого пятна, несопоставимой с площадью катода. Количественные оценки температуры в пятне пробоя на поверхности алюминиевой мишени (примерно 6000 К) сделаны в работе [19]. То есть тем-пература в пятне повышается настолько, что поддерживает высокий ток тер-моэлектронной эмиссии из катода с типичной плотностью тока 1 · 1012 А/м2. Ток разряда быстро нарастает и весь концентрируется в возникшей дуге, поддержи-вая высокую температуру пятна. В момент образования дугового пробоя импе-Рис. 1.3. Высокоскоростная съемка движущейся по поверхности мишени элек-трической дуги. Время экспозиции 100 нс [24]

Внимание!
При обнаружении неточностей или ошибок в описании книги "Ионно-плазменные процессы в тонкопленочной технологии (автор Е. Берлин, Л. Сейдман)", просим Вас отправить сообщение на почту help@directmedia.ru. Благодарим!

Ионно-плазменные процессы в тонкопленочной технологии

Содержание

Отрывок из книги

С книгой "Ионно-плазменные процессы в тонкопленочной технологии" читают