у вигляді нейтральних атомів, але частково і у вигляді іонів. Розпорошену речовину конденсується на всій внутрішній поверхні робочої камери, включаючи підкладку - анод.
Перевагою діодного методу іонного розпилення по порівняно з термовакуумних є те, що більша площа мішені дозволяє отримувати рівномірні по товщині плівки на підкладках будь-якого діаметру, це забезпечує реалізацію групового автоматизованого методу осадження шарів. Поряд з діодними існують тріодний системи, звані також іонно-плазмовими (Малюнок 5). br/>В
Малюнок 5. Схема триодного розпилення: 1 - ковпак; 2 - катод - мішень; 3 - підкладка, 4 - анод; 5 - термокатодом
Магнетронниє системи іонного розпилення - це вдосконалені діодні, в яких у прикатодной області, поряд з електричним, існує кільцеподібне магнітне поле, і ці поля направлені перпендикулярно один одному (Малюнок 6).
В
Рисунок 6 - Схема руху зарядів у (а) діодним і (б) магнетронній системах
Основними перевагами цього методу осадження металів, напівпровідників і діелектриків є висока швидкість напилення плівок з гарну адгезію з підкладками і мінімальними забрудненнями фоновими домішками.
Метод іонно-термічного випаровування - це комбінація термічно стимульованого випаровування речовини і іонного розпилення, реалізована в декількох варіантах:
1) резистивное або електронно-променеве випаровування речовини з наступною іонізацією його пари у плазмі робочого газу;
2) випаровування речовини розігрівом у ВЧ - поле з одночасної високочастотної іонізацією його парів.
У обох схемах рух іонів испаряемого речовини до підкладці і осадження на неї обумовлені дією електричного поля між випарником і підкладкою. Залежно від складу загрожених шарів, який можемо бути досить складним (наприклад нітриди, карбіди та ін), їх структури та ступеня адгезійної зв'язку з підкладкою, до останньої може прикладатися потенціал до 10 кВ. Наявність електричного поля високої напруженості під час напилення дозволяє здійснювати процес з великими швидкостями без нагріву підкладок до високих температур.
На закінчення необхідно відзначити, що універсальних методів осадження тонких плівок для будь-яких комбінацій матеріалів плівки і підкладки з різними фізико-хімічними властивостями на сьогодні не існує. Конкретний метод осадження повинен вибиратися і відпрацьовуватися за режимами і умовами проведення для даного типу мікроелектронного пристрою в відповідно до його функціональним призначенням. Вибір того чи іншого способу осадження визначається заздалегідь на етапах проектування і моделювання технології виготовлення пристроїв з необхідним виконанням вимог по хімічним складом, чистоті, структурі, стехіометрії, морфології поверхні і фізичними властивостями плівок.
3.4 Методи визначення товщини плівок
Методи визначення товщини плівок досить різноманітні. Гравіметричні методи (мікрозважування, метод кварцового резонатора) засновані на вимірюванні мас тонкоплівкових покриттів, по яких потім розраховуються товщини. Оптичні методи засновані на інтерференції, оскільки товщини плівок по порядку величини близькі до довжин хвиль оптичного випромінювання. З інших оптичних методів важливе значення в технології мікроелектронних приладів придбала так звана Еліпс-метрія. Використовуються також електричні методи (в основному контроль електричного опору для провідних плівок та ємності для діелектричних) та ряд інших.
Властивості тонких плівок дуже чутливі до технології їх виготовлення. Плівки, що мають однакову товщину, залежно від умов їх отримання можуть мати зовсім різні питомі опору, температурні коефіцієнти опору, діелектричні втрати, коефіцієнти поглинання світла і т. п. Тому в технології ІС часто більш важливо не вимір товщини плівки після її отримання, а можливість керувати товщиною в процесі нанесення.
3.4.1 Метод кварцового вібратора
Заснований на вимірювання відхилень резонансної частоти п'єзоелектричного кварцового вібратора. Відхилення обумовлено зміною маси кварцовою пластини при напиленні на неї тонкої плівки. П'єзоелектричні властивості пластин кварцу в першу чергу визначаються кристалографічної орієнтацією зрізів по відношенню до головних осях монокристала. Всі величини фігурують у формулі визначення товщини плівки є відомими параметрами кварцовою пластини і визначені з деякою погрішністю.
3.4.2 Резистивний і ємнісний методи
Ці методи контролю товщини плівок засновані або на вимірі опору (для плівок провідних матеріалів) або ємності (для плівок діелектричних матеріалів). Даний метод можна застосовувати безпосередньо в момент проведення процесу напилення. Для вимірювання товщини плівки в робочий простір установки напилення поруч з робочою підкладкою встановлюють контрольну непровідну підкладку на краю якої заздалегідь нанесені провідні контакти. Ця пластина включається в плече мостової схеми. За дисбалансу мостови...
