Контроль микрорельефа поверхности кристаллов интегральных схем, дефектности гетерои субмикроструктур методом атомно-силовой микроскопии

Целью работы было исследование структуры и дефектности канального транзистора с двумя типами проводимости ( p и n), субмикроструктур на основе плёнок силицидов никеля, зародышевых слоёв на основе AlN с использованием атомно-силовой микроскопии (в том числе и проводящей или электросиловой методики, которая позволяет исследовать электрическую проводимость поверхности исследуемого материала) проведены. Установлено влияние технологии изготовления и формирования локального окисла на рельеф и структуру транзистора pи n-типа. Локальный окисел необходим для электрической изоляции транзисторов друг от друга. Шероховатость поверхности выше на поверхности и вне p-канального транзистора, чем на n-канальном транзисторе. При исследовании слоёв AlN как в режиме топографии, так и в режиме адгезии выявлены дефекты в виде пор, которые являются местами электрических пробоев, что ухудшает свойства таких гетероструктур. При росте температуры и времени азотирования дефектность слоёв AlN существенно снижается. С применением электросиловой микроскопии установлены проводящие участки на поверхности силицидов никеля после быстрой термической обработки при 300 и 400 °С, что показывает неполное образование силицида никеля в процессе обработки. Таким образом показана эффективность метода атомно-силовой микроскопии с применением специализированной проводящей методики как метода контроля компонентов микроэлектроники.

1. Anikeeva AE, Elistratov IB. Methods of Quality Control of Production of Integrated Microcircuits. 2019 International Multi-Conference on Engineering, Computer and Information Sciences (SIBIRCON). 2019;0752-0757 p.

2. Tishin YuI, Adamov DYu, Somov OA. Design for Manufacturing Capabilities. Proceeding. Semiconductor Electronics. 2010;2:1(5):43-51. (In Russ.).

3. Arutyunov PA, Tolstikhina AL. Atomic force microscopy in the problems of designing microand nanoelectronic devices. Microelectronics. 1999;28(6):405-414. (In Russ.).

4. Size effects in nanomaterials. Moscow: Tekhnosfera, 2010. 352 p.

5. Chizh KV. [et al.]. Low-temperature formation of platinum silicides on polycrystalline silicon, Journal of Alloys and Compounds, 2020.

6. Robert T. Fryer, Robert J. Lad Synthesis and thermal stability of Pt3Si, Pt2Si, and PtSi flms grown by ebeam co-evaporation. Journal of Alloys and Compounds. 2016;682:216-224 p.

7. Utlu G, Artunc N, Selvi S. Temperature and thickness dependence of the grain boundary scattering in the Ni–Si silicide fl formed on silicon substrate at 500 °C by RTA. Materials Chemistry and Physics. 2012;132:421-430.

8. Adusumilli P, Seidman DN, Murray CE. Silicidephase evolution and platinum redistribution during silicidation of Ni0.95Pt0.05 /Si(100) specimens. Journal of Applied Physics. 2012;112:064307.

9. Tsarik KA, Nevolin VK. Formation and study of AlGaN/GaN nanoheterostructures using atomic force microscopy. News of higher educational institutions. Electronics. 2009;6(80):44-49. (In Russ.).

10. Lapitskaya V. [et al.]. Microstructure and Properties of Thin-Film Submicrostructures Obtained by Rapid Thermal Treatment of Nickel Films on Silicon. Surfaces. 2024;7(2):196-207. DOI: 10.3390/surfaces7020013

11. Kuznetsova T. [et al.]. Properties of CrSi2 Layers Obtained by Rapid Heat Treatment of Cr Film on Silicon. Nanomaterials. 2021;11(7):1734. DOI: 10.3390/nano11071734