Процессы микро- и нанотехнологий. Ч. 1. Шутов Д.А - 98 стр.

                         Лабораторная работа 6
      Методы контроля толщины пленочных структур
       Цель работы
    1. Ознакомится с методами контроля толщины оксидных, полупроводниковых
       и металлических пленочных структур.
    2. Определить толщину металлической и оксидной пленок оптическим
       методом.
    3. Определить глубину залегания p-n перехода методом сферического шлифа.
       Теоретические сведения
Определение толщины окисной пленки.
       Наиболее простым способом измерения толщины пленки SiO2 является
метод      цветовых    оттенков    Ньютона,      основанный    на  наблюдении
интерференционных цветов в отраженном свете, которые обусловлены двойным
отражением и преломлением белого света. При этом за счет геометрической
разности хода лучей возникает интерференция лучей, тонкие прозрачные пленки
кажутся в отраженном свете окрашенными. Величина разности хода лучей зависит
только от толщины и показателя преломления:
                                 Δ=2·n·d·sinα, где
Δ-разность хода лучей, мкм; n-показатель преломления (для SiO2 n=1.5); α-угол
отражения; d-толщина пленки, мкм.
       Если наблюдение отраженного света проводить под прямым углом, то
Δ=2·n·d, откуда d= Δ/3 (для SiO2). Цветовые оттенки повторяются примерно через
каждые 0,22 мкм, проходя весь спектр от фиолетового к красному. Поэтому для
однозначного определения толщины необходимо знать порядок интерференции,
т.е. какое по счету повторение цветов наблюдается. С этой целью на поверхность
пластинки наносится капля плавиковой кислоты и в окисле вытравливается лунка
до поверхности кремния. Например, зеленый цвет окисла на четвертом кольце
(полностью выявлено три) соответствует толщине SiO2 0,72 мкм, а на втором
кольце (полностью выявлено одно) - 0,33 мкм. Метод позволяет определять
толщину окисной пленки до 1 мкм c точностью 5-10%.
       Соотношение толщины пленок SiO2 и цветовых оттенков приведены в
табл. 1.
                                                                    Таблица 1.
      Определение толщины пленок SiO2 методом цветовых оттенков Ньютона
       d, мкм                                           Оттенок
       0,0500                              бежевый
       0,0700                              коричневый
       0,0960                              темно-красно-коричневый
       0,1020                              индиго
       0,1433                              голубовато-серый
       0,1500              I               светло-голубой
       0,1688                              зелено-голубой
       0,1700                              металлический
       0,1786                              бледно-зеленый
       0,1836                              желто-зеленый
       0,1883                              светло-зеленый

                                      98