Publication: Исследование аномальной диффузии алюминия в кремний
Дата
2023
Авторы
Беспалов, А. В.
Афанасьев, М. С.
Голикова, О. Л.
Харитонов, И. А.
Муравьева, А. А.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Аннотация
В работе экспериментально и теоретически исследовались процессы диффузии Al в кремний в подложке имитированной интегральной микросхемы, чтобы проанализировать неизменность механизма диффузии по графику в соответствии с уравнением Аррениуса. В процессе практического исследования примеси алюминия с кремнием, наблюдалась аномальная диффузия Al в Si (неконтролируемая и нелинейная). Результаты этого экспериментального исследования были получены с помощью FIB-станции HeliosNanoLab 400 и HeliosNanoLab 450F (ФИП). В экспериментах все пять образцов представляли собой фрагменты монокристаллических кремниевых пластин с электронным n-типом проводимости, легированные фосфором, с выращенным на них способом окисления тонким слоем подзатворного диэлектрика, оксида кремния (SiO2). На установке на всех образцах формировалось шесть круглых отверстий диаметром порядка 5 мкм на всю толщину диэлектрика. Для металлизации электронно-лучевым методом на образцы напылялась пленка алюминия толщиной порядка 200 нм. Отжиг образцов проводился в вакууме при пяти разных температурах в течение интервала времени 40 мин. С помощью ФИП создавались кросс-секции пластины и проводился анализ отжига. Результаты диффузии получались линейными и контролируемыми до отжига при температуре T=600°C. При температуре выше 600°C резко менялся механизм диффузии – диффузия стала ускоренной. При этом диэлектрик SiO2 находится в состоянии сжатия, кремний и алюминий в состоянии растяжения, а в месте контакта SiO2 и кремния проходила ускоренная диффузия (аномальная), связанная с механическими напряжениями в этой точке. Такие напряжения могут оказывать влияние на функционирование и надежность микросхем. Возможным решением данной проблемы является создание дополнительного барьерного слоя между алюминием и монокристаллическим кремнием толщиной ~0,15 мкм.
Описание
Ключевые слова
диэлектрик , механические напряжения , отжиг , механизм диффузии , аномальная диффузия , диффузия алюминия в кремний
Цитирование
БЕСПАЛОВ, Алексей В. et al. ИССЛЕДОВАНИЕ АНОМАЛЬНОЙ ДИФФУЗИИ АЛЮМИНИЯ В КРЕМНИЙ. Безопасность информационных технологий, [S.l.], v. 30, n. 2, p. 151-162, май 2023. ISSN 2074-7136. Доступно на: <https://bit.spels.ru/index.php/bit/article/view/1510>. Дата доступа: 28 сен. 2023. doi:http://dx.doi.org/10.26583/bit.2023.2.11.