Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Смирнов В.И. - 41 стр.

UptoLike

Составители: 

41
новление типа кристаллической структуры поверхности и ее особенностей,
оценка однородности и сплошности тонких пленок и многое другое. Воз-
можность проведения контроля и анализа объектов с высокой абсолютной
чувствительностью (до нескольких моноатомных слоев) делают Оже-
спектрометры незаменимым инструментом для контроля основных техно-
логических операций при производстве интегральных микросхем таких,
как подготовка и
очистка пластин, ионно-плазменное и плазмо-химическое
травление, эпитаксия, фотолитография, металлизация, диффузия и ионная
имплантация.
Для понимания сущности метода рассмотрим в качестве примера
энергетическую диаграмму однократно ионизованного атома кремния
(рис. 4.1). Через K и L обозначены самые внутренние (близко примыкаю-
щие к атомному ядру) электронные оболочки. L-оболочка, в свою очередь,
разделяется на
две подоболочки, на которых располагаются соответствен-
но 2 и 6 электронов. Через E
F
обозначен уровень вакуума, энергия которо-
го принята равной нулю. Это означает, что электрон на энергетическом
уровне E
F
никак не связан с ядром атома. Энергии связи электронов, нахо-
дящихся на различных подоболочках, указаны на рисунке слева. Естест-
венно, что эти значения присущи только атомам кремния, для других ато-
мов энергетическая структура будет у каждого своя.
Первичный пучок электронов с энергией порядка 2…10 кэВ, облучая
поверхность объекта, может выбить электроны с К-оболочки у тех атомов,
что находятся на небольшом расстоянии от поверхности. В результате на
К-оболочке образуется вакансия. Возбужденный атом неустойчив и для
перехода в устойчивое состояние освободившаяся вакансия заполняется
электроном с более высокого
энергетического уровня (например, с уровня
L
1
). Данный электронный переход может вызвать два варианта развития
событий.
В первом варианте переход L
1
K сопровождается испусканием
Рис. 4.1. Энергетическая структура
атома кремния
Рис. 4.2. Спектр отраженных
и рассеянных электронов