Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 139
Текст из файла (страница 139)
5. Можно пред. положить, что нерегулярности подложии состоят из трех компонентов с различными периодами. На рис. Ь, б — г они названы шероховатостью, волиистостью и плоскостностью, Шероховатость есть свойство, измеряемое щупом; она численно может определяться средним отклонением профиля от произвольной средней. Как показано на рис. 6, величина о (ЯМ5) полу- 607 Гл. 6. Подложив для танкикь плевок Свойства моиокрвсталличеякик и-молийк- кьцня окиси »кюмяння /(зим неь тнтьиь ОК44СЬ магния Мы»рики М60 кубическая Хнмнческзя формула Тип кристаллической решетки 3,58 5,5 2800 0,05 13,8 8* 7,5+ О,!7 2,5 — 2,9 0,276 2,5 — 3,6 0,20 3,5 — 3,9 1,4 165» 86+ 1,4 9,65 4,55 — 7 11,5' 9,4+ 470 0,002 0,2 0,008* 2 10-4+ м 3 10-4 0,2 — 0,36 » †и»мяеяьно оси; Ь вЂ” церменднкуяярно оен; еь-ьььяент от ориеитьцящ чается делением пиков н впадин на узкие сегменты яысотой у, суммиро.
занием по всем ул и послсдуюшим усреднением: а (КМ51 = Р'(у$+и,*+ уь+...1/ь)/и Таким образам величива а является интегральной мерой измерения вели. чины, каторан нвиболсе полезна прн оценке суммарных флуктуаций зз определенный период времени. Примером является определение мошностн, выделяемой переменным током. Однако велнчияа а ие является прямой мерой шероховатости поверхности. 2) Среднеарифметическая (АА) шероховатость. Этот способ аыражеиия поверхностной шероховатости называется среднеарифметической (АА) илн усредненной центральной линией (с(.А). Для получении эт418 ввиячины абсцисса профиля, показанного ва рис.
6, проводятся на оценявйемом участке поверхности так, чтобы плошади выше н виже центральной линии были равными. Математичесни зта величина выражается следующим образом -+ АА (и+В+с+г/+ ...)/Ч/.4 Плотность, г/см-ь Твердость по Мопсу Чемперзтура плавления, 'С Теплапрояодность при 25'С кал см-'с-'град-4 Коэффициент термичесиого расширения при 25 — 300'С, 10-'/грзд-' Удельная теплоемкость, кал ~с Х г-'град-4 Модуль Юнга, !О'кг/ске Прочность на изгиб, 10' кг/см Диэлектрическая постоянная при 25 С, 104 Гц Электрйческая прочность при 25'С, кВ/см Диэлектрические потери при 25'С, 104 Гц Коэффициент Пуассона А1 О геисагональная 3,98 9 2040 0,09 ТЮ4 тетрзгональнзя 4,25 5,5 — 6 1825 0,03' 0,024 9,2" 7,1+ 3.
Иадбрдстббум иббдаулбн Тлалиии В Кремнии Слюда (кусковое) Германия б иереход ог ксеркс к крнсгобаляту. б ПЦМйенЪе Йа ~60ИоблУВВЬ, Рнс. б. а — аробялограмма поаерхяестн с яесколькамк есебенеютамаб б — юсрохоантасть, Л!; е — аолинстоеть, Вт1 в — егклоиеиие ет млоекОСтаеетн, Ьб. ббб Дауокксь кремния Флюорид магния Врсеиид галлия Гл. 6 Подложим для тонких пленок где а, Ь, с. вс — площади под пинами нли над впадинами профиля (см. рис. 6); 5 — оцениваемая длина профиля; Л! — используемое увеличение по вертикали.
Обычно величина АА на 10 — 30% меньше величины !(Ы5 для одного и того же профиля. Ее преимущество — в однозначном математическом определении, так нан она может быть получена обработ. ной профиля планиметром или электронным интегрирующим устройством. В большинстве профилографов имеются для этой цели устройства, г в которых величина ЛЛ получается непосредственно.
уг л з, При оценке качества поверхно- сти подложек с помощью статисти. ~г: ул чесних средних значений следует помнить, что одно число может дать только очень неполное описание текстуры поверхности. Малые величины могут маскировать налиРмс. е. схематическое нзоарежемме орое»- 'ще Глубоких царапин (деталь а еограммы. на рис, 5), которые впоследствии могут вызвать разрывы в асаждеоных топких пленках.
Таким же образом в величинах КМ5 или АЛ пе отражены волннстость поверхности илн плоскостность, хотя оба эти свойства дли фотолитографии очень важны. Наконец, оба метода имеют некоторую неопределенность, тан ках поверхностные профили, имеющие одинаковые амплитуды, на различные периоды, имеют одни н те же средние величины. Прн оценке качества профиля поверхности подложки необходимо учиты. вать и такие факторы, ках радиус нахонечниха щупа (ои обычно равен 1,2 — 2,5 мхм), который ограничивает разрешение по вертикали и различиыа усиления, использованные по вертикали и горизонтали. Б. Текстура поверхности подложек Изготовители тонких оленах иятересуются главныч образом деталямн поверхности субминронного и микронного масштаба. Поэтому для оценки качества подложен широко используется профилографирование.
Профили поверхности подложек из различных материалов приведены на рис. 7. Такие полированные монахристаллические пластины, нах кремний нли сапфир, и такие полированные стсхлообразные материалы, ках плавленый нварц, имеют однородные поверхности и дают гладкие профили (рнс. 7,а), Вытянутые стекла н эмали имеют также гладние поверхности (рис. 7,6), но на них встречаются неоднородности. Последние могут достигать 1000 А.высоты и являются следствием процессов изготовления. Подложки из модифицированного боросиликатного стекла имеют тенденцию х волнистости из-за их высоких температур вытягивания и малых интервалов обработки; однако отклонения от плоскости в них не превышают 12 мнм н поэтому не создают проблем.
Спеченные керамические материалы, особенно анись алюминия, представляют большой интерес из-за их высоких механической прочности и теплопроводности. Профиль поверхности только что спеченной 96те-ной окиси алюминия показан на рнс. 7,е. Такая шероховатость поверхности обычно неприемлема, тах хак превышает толщины большинства пленок. Полироваиие таких материалов не улучшает заметно поверхности, пасхальну, по-видимому, невелико сцепление зерен, в результате чего при технологичесхнх операциях происходит их скалывание. Каи показано на рис. 7,г, плоские гладкие плато в местах границ зерен сме- 5!О 3.
Иоаерхностн подложек няются углубленнямн велнчяной в несколько тысяч ангстрем. Для преодолення зтнх недостатков была разработана мелкозернистая керамика. В дополнение к менее текстурированным поверхностям такие материалы имеют большие механическую прочность н объемное удельное сопротнвле- г Рнс. 7. Префнлогрпнмы поялежеш и — полироявнные стекло или ионокрнствллы; б — вытянутое стекло или эмаль; е только что спеченная крупнозернистая керпникп (сы. изменения по вертикельной шкеле(; е — то же самое, что н е, но шчифовпннпя (сн. кзиенения по вертикальной шкале). нне по сравнению с крупнозерннстымн материалами таких же размеров. 1(а рнс. 8, а н б показаны электронографня н профиль поверхности оиясн алюминия с зерном в 0,18 мкм. Совсем недавно Стетсоном н Гюрком 1111 был получен матернал с более мелкими зернами. Электронографня я профнлограмма етого мате- Гл.
б. Подаожкк для тонких плеяпя риала показанм нз рис. В,е и к Улучшение однородностп поверхностя значательно. Шероховатость величиной 630 А близка к порогу, ниже которого могут быть изготовлены тонкопленочные конденсаторы, Полировка поверхности таких материалов дает профили, подобные профилям на рис. 1,а, зе исключением нескольких небольших пор. Для многих применений достаточна оценка качества поверхностной текстуры подложки по величине средней шероховатости. Если требуется Рис. З.
Поверзиест» мелкозервнстоа оююи елюмнмни: а п б — после обработки пороюиои с зернистостью Пт мкм, 'в и е - после абрзботки порошком с зернистостью 0,64 мки, более подробное описание поверхяостн, например, прн сравнении с злектроцпграфией, Профилограммы должны быть оценены более ппдРобно. Это может быть сделйна, как показано ранее, разложекием профяла поверк. ности на его брстпвляюшие (рис. 6). Другой метод был описан Шварцем и Брауном гзй), которые для определения качества поверхности вывели яз профилограммы четмре параметра.
Такими параметрамн явилнсь; средняя величина пнк — впадина, максимальная величина впадина — пик, количество пиков или впадин иа единицу длины профилограммы н средняя подуширина пика. Используя ети четыре параметра, авторы смогли разлячить поверхности, профили которых были очень похожи, а также определить размер крясталлнта н выявить одиночные дефекты, которые были бы не замеченными при использовании только одного числа. Для определения влияния текстуры поверхности на тонкопленочные компоненты необходимо выделить различные факторы, которые определяют общий профиль поверхности. й, Поверхностн подложек В.
Вликнне текстуры поверхности на тонкопленочные компоненты Прн изготовления тонкопленочных компонентов микросхем определяющнмн свойствамн являюТСя шероховатость поверхностн н плоскостность. Плоскостность требуется для хорошего контакта с фотошаблонамв к может быть удовлетворительной на большинстве матерналов для подложек Требования к технологнйеской обработке поверхности меняются в завнснмостн от толщины осажденных пленок к очень трудно выполняются в случаях, когда осаждаются чрезвычайно тонкие пленки (100 А нли меньше) . Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
