Методы самоформирования в микроэлектронике

Сентябрь 2, 2022

Главная
Алгебра
Методы самоформирования в микроэлектронике

Содержание

10. Принцип работы биосенсора с использованием полевых транзисторных структур на кремниевых нанопроволоках (Si-NW FET)
11. Формирование кремниевой нанопроволочной структуры 1-ый этап 2-ой этап Исходная КНИ структура Осаждение слоев SiO2,Si3N4 Операция фотолитографии
12. Результаты экспериментов Операционные параметры оптимизированного процесса изотропного плазменного травления Si - ВЧ-мощность - 90 Вт, -
16. Особенности плазменного травления с использованием периодических наноразмерных алюмооксидных масок Применение ПАОА (пористый анодный оксид алюминия) в
17. Массив нанометровых пор в кремнии, сформированных плазменным травлением через маску пористого оксида
18. Ипользуют кремниевые пластины, на которые с помощью магнетронного распыления были нанесят послойно пленки титана и алюминия
19. Полученные структуры подвергают обработке в установке ионного травления в среде аргона. В процессе травления рабочее давление
20. Изображение поверхности твердой маски пористого оксида алюминия после ионного травления структуры (а) и РЭМ-микрофотография поперечного скола
21. АСМ изображение структуры (а) и ее схематичное поперечное сечение (б) после анодирования и «сухого» травления.
22. АСМ - изображение поверхности кремниевой подложки после удаления твердой оксидной маски площадью 15×8 мкм
23. АСМ - изображение поверхности кремниевой подложки после селективного удаления с нее твердой оксидной маски ( а)
24. Для расширения диапазона глубины травления кремния после первоначальной обработки структуры в установке ионного травления в среде
25. АСМ-изображение поверхности кремния (а) и РЭМ микрофотография поперечного сечения кремниевой подложки (б), содержащей слой оксида алюминия,
27. Скачать презентацию

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Принцип работы биосенсора с использованием полевых транзисторных структур на кремниевых нанопроволоках

(Si-NW FET)

Слайд 11

Формирование кремниевой нанопроволочной структуры
1-ый этап
2-ой этап
Исходная КНИ
структура
Осаждение слоев

SiO2,Si3N4

Операция фотолитографии

Операция РИТ Si3N4 - SiO2 – Si до подслоя SiO2

Изотропное ПТ Si через “жесткую” маску Si3N4 - SiO2

Si нанопроволочная структура после удаления “жесткой” маски

Слайд 12

Результаты экспериментов
Операционные параметры оптимизированного процесса изотропного плазменного травления Si
- ВЧ-мощность -

90 Вт,
- рабочее давление - 45 Па,
- расход газа (SF6) - 3 л/ч

Микрофотография Si нанопроволочной структуры

Технологические характеристики процесса изотропного плазменного травления Si
- скорость травления Si - 0,7 мкм/мин
(в горизонтальном направлении)
- селективность к фоторезисту - 8,5
(марка Rohm Raas S1813 Sp15)
- селективность к Si3N4 - 11
- селективность к SiO2 - 45

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Особенности плазменного травления с использованием периодических наноразмерных алюмооксидных масок
Применение ПАОА (пористый

анодный оксид алюминия) в качестве маски для локальной модификации поверхности полупроводников и металлов (для создания элементов интегральной оптики, запоминающих сред и др. наноэлектронных приборов.)
нанесение квантовых точек Ag, Ni, ZnO, Si:Er через маску ПАОА.
применение ПАОА в качестве маски для имплантации, позволяющей создавать легированные области нанометровых размеров
использование ПАОА в качестве маски для изготовление микроканальных пластин (Микроканальные пластины (МКП) являются базовым элементом ряда приборов вакуумной электроники, таких как электронно-оптические преобразователи, усилители потока фотоэлектронов в приборах ночного видения и т.д. )

Слайд 17

Массив нанометровых пор в кремнии, сформированных плазменным травлением через маску пористого

оксида

Слайд 18

Ипользуют кремниевые пластины, на которые с помощью магнетронного распыления были нанесят

послойно пленки титана и алюминия толщиной 30 нм и 2 мкм, соответственно. Введение пленки титана обусловлено необходимостью обеспечения повышенной адгезионной способности вышележащего слоя и обеспечения воспроизводимости процесса оксидирования на всю толщину слоя алюминия. Двухстадийным анодированием напыленной алюминиевой пленки формируют маску пористого оксида алюминия. Такой процесс обеспечивает повышенную упорядоченность структуры формируемой твердой маски оксида алюминия. Первую стадию проводят в 1 М водном растворе ортофосфорной кислоты при плотности тока 10 мА/см2 в течение десяти минут при этом напряжение между анодируемым образцом и катодом составляло 120 В. Слой анодного оксида удаляли в смеси H3PO4 и CrO3 селективно по отношению к алюминию. Второе анодирование проводят при тех же условиях до полного окисления алюминиевой пленки. Момент окончания процесса анодирования пленки определяют по резкому возрастанию величины напряжения между анодируемым образцом и катодом, обусловленного началом формирования беспористого слоя оксида титана

Слайд 19

Полученные структуры подвергают обработке в установке ионного травления в среде аргона.

В процессе травления рабочее давление в камере 2×10-3 Торр. Ионный ток составляет 0,1 А при разгоняющем напряжении 7 кВ. На пути транспортировки заряженных ионов был расположен разогретый термоэмиссионный вольфрамовый катод, обеспечивающий нейтрализацию ионов. Таким образом, бомбардировку структуры осуществляют ускоренными нейтральными частицами. Это предотвращает поляризацию оксида алюминия и обеспечивает эффективный доступ бомбардирующих частиц к донной части пор оксида.

Слайд 20

Изображение поверхности твердой маски пористого оксида алюминия после ионного травления структуры

(а) и РЭМ-микрофотография поперечного скола этой структуры (б).

Слайд 21

АСМ изображение структуры (а) и ее схематичное поперечное сечение (б) после

анодирования и «сухого» травления.

Слайд 22

АСМ - изображение поверхности кремниевой подложки после удаления твердой оксидной маски

площадью 15×8 мкм

Слайд 23

АСМ - изображение поверхности кремниевой подложки после селективного удаления с нее

твердой оксидной маски ( а) и профиль поперечного сечения этой структуры ( б).
Данным способом не удается получить развитого рельефа в кремнии. В лучшем случае глубина рельефа составляет десятые доли микрометра

Слайд 24

Для расширения диапазона глубины травления кремния
после первоначальной обработки структуры в

установке ионного травления в среде аргона проводят дальнейшее травление образцов в реакторе высокоплотной плазмы в смеси гексафторида серы и CCL4. Плотность мощности плазмы составляла 2 Вт/см2, суммарный расход газа – 5 л/час, рабочее давление в камере – 3 Па. Травление осуществляли в течение 10 минут.

Слайд 25

АСМ-изображение поверхности кремния (а) и РЭМ микрофотография поперечного сечения кремниевой подложки

(б), содержащей слой оксида алюминия, после реактивно- ионного травления