ду кремнію
У даному розділі ми розглянемо вплив підкладки на склад і структуру обложених верств нітриду кремнію користуючись даними з літератури [1], де методом Оже-електронної спектроскопії досліджено розподіл атомних концентрацій основних елементів (кремнію, азоту, кисню і вуглецю) по глибині шарів нітриду кремнію, обложених на поліїмидні покриття і, для порівняння, на монокристалічний кремній, а методом ІЧ-спектроскопії - основні типи зв'язків в цих шарах.
Зразками для. досліджень методом Оже-електронної спектроскопії служили шари нітриду кремнію товщиною порядку 125 нм, обложені на поліімідного шар товщиною 200 нм і на відмиту поверхню кремнієвих пластин при співвідношенні реакційних газів моносилан/азот, рівному 0,69, потужності випромінювання 100 Вт і температурі підкладки нижче 373 К. Поліімдний шар також був нанесений на поверхню кремнієвої пластини. Розподіл атомних концентрацій по глибині шару нітриду кремнію проводили за допомогою Оже-електронного мікроаналізатора в режимі Auger Depth Profile, який полягає в чергуванні процесів розпилення поверхні зразка іонами аргону і аналізу оголюється поверхні в режимі Multiplex (режим реєстрації Оже-спектра у вузькому енергетичному вікні 30 -50 еВ про енергетичним розрізненням 03-0.5 еВ).
На рис. 2 і 3 представлено розподіл атомів кремнію, азоту, кисню і вуглецю по глибині шарів нітриду кремнію (від їх зовнішньої поверхні), обложених на монокристалічний кремній і поліімідного покриття відповідно. Стрілками показана середня товщина шарів НК.
Розподіл концентрації основних елементів в обсязі шарів нітриду кремнію, обложених на обидва типи підкладок, від зовнішньої поверхні до кордону з підкладкою практично однаково. Шари містять близько 70-75 ат. % Кремнію, 15-20 ат. % Азоту і деяка кількість кисню (6-10 ат.%). При проходженні кордону розділу нітрид кремній - підкладка у складі шару нітриду кремнію, обложеного на підкладку монокристалічного кремнію, різко зростає кількість атомів кремнію і зменшується кількість атомів інших елементів. У той же час в шарі нітриду кремнію, обложеному на поліімідного шар, при наближенні кордону розділу спостерігається помітне зростання вмісту атомів вуглецю, азоту і кисню і різке зменшення вмісту кремнію. Хоча чітке визначення меж області зміненого складу є складним завданням, з кривих, наведених на рис. 3, видно, що концентрації кисню та азоту зростають близи кордону розділу нітрид кремній - полиимид на 10% і 4% відповідно.
Зростання концентрації азоту може бути обумовлено як його адсорбцією на початкових стадіях процесу осадження на поверхні полиимида, так і хімічної щепленням азотовмісних компонентів до активних центрів на поверхні полиимида, що утворюється в результаті його іонного бомбардування компонентами плазми. На глибині, що перевищує товщину шару нітриду кремнію (більше 120 нм), атомний склад відповідає складу полиимида, а на глибині, що перевищує шар полиимида (більше 200 нм), - складом кремнієвої підкладки.
Зразком для дослідження методом ІЧ-спектроскопії служив шар нітриду кремнію товщиною 400 нм, обложений на поліімідного плівку.
Зразком для дослідження методом ІЧ-спектроскопії служив шар нітриду кремнію товщиною 400 нм, обложений на поліімідного плівку.
На рис. 4 предст?? влен ІЧ-спектр поглинання в інтервалі хвильових чисел 990-1620 см - 1 шару нітриду кремнію, обложеного на поверхню полиимидной плівки. При цьому з сумарного спектра нітриду кремнію - полиимид віднято спектр вихідної полиимидной плівки, вміщеній в канал порівняння ІЧ-спектрофотометра. У спектрі спостерігається смуга поглинання в області хвильових чисел 1260-1280 см - 1, яку можна віднести до коливань зв'язків CN. Такі зв'язки можуть формуватися на початкових стадіях осадження шару НК в результаті взаємодії реакційноздатних азотовмісних груп або молекул і активних центрів поверхні полиимида, що утворюються при іонному бомбардуванні.
Це узгоджується з результатами, отриманими методом Оже-електронної спектроскопії. У цій же області хвильових чисел може спостерігатися також смуга поглинання груп Si-CH 3 (1 260 см - 1), проте утворення таких груп у процесі осадження менш імовірно, ніж зв'язків CN, оскільки вуглець в Полиимид міцно пов'язаний в бензольному кільці і імідних циклах.
Рис.2. Розподіл атомних концентрацій кремнію, кисню, азоту та вуглецю по глибині шару нітриду кремнію на поверхні монокристалічного кремнію. [1]
Рис.3. Розподіл атомних концентрацій кремнію, кисню, азоту та вуглецю по глибині шару нітриду кремнію на поверхні поліімідного «жертовного» шару. [1]
Рис. 4. ІЧ - спектри поглинання в області 990 - 1620 см - 1 шару нітриду кремнію, обложеного на поверхні полиимидной плівки...
