Технология тонкопленочных микросхем (стр. 27 )

,

где d, d0 – толщина пленки соответственно в произвольной точке и в центре подложки.

Решение.

Таким образом, толщина на краю подложки составляет 76% от толщины в центре подложки. Разброс составляет (1-0,76)=0,24

Ответ: 24%.

Тема: «Ионно - плазменное распыление».

1) Рассчитать скорость распыления мишени из тантала ионами аргона с энергией 1 кэВ при плотности ионного тока 10 А/см2. Коэффициент распыления тантала – S=1,18 ат/ион.

Решение.

Скорость распыления рассчитывается по формуле

,

где – число ионов, падающих на единицу площади в единицу времени.

Величина зависит от плотности ионного тока j, на мишени.

,

где е – заряд электрона.

Атомную плотность мишени берем из приложения 3. Для тантала .

Решение.

,

.

Ответ:

1) Рассчитать коэффициент распыления ванадия ионами аргона с энергией 5 кэВ, используя теорию Зигмунда.

Решение.

Сначала определяем критическую энергию по формуле:

,

где а – параметр экранирования;

Z1, Z2 – атомные массы соответственно иона и атома мишени.

Параметр экранирования а рассчитывается, как

,

где а0 – первый боровский радиус атома водорода.

Берем а0 из приложения 1 . Из таблицы Менделеева (приложение 2) для аргона - , ; для ванадия - , .

Энергия иона составляет, E= 5× 103× 1,6× 10-19 = 8× 10-16 Дж, что больше критической энергии. В области энергий коэффициент распыления рассчитывается по формуле (3,39):

Величина представляет собой ядерное тормозное сечение ионов и рассчитывается по формуле (3.40):

Сначала рассчитываем приведенную энергию по формуле (3.41):

Приведенное ядерное тормозное сечение ионов для данного значения находим из таблицы 3.1, аппроксимируя участок зависимости между и . Получаем Далее рассчитываем

Энергия сублимации для ванадия составляет 3,7 эВ.

Тогда:

Ответ: .

7.3 Задачи для самостоятельного решения.

Тема: «Термическое испарение в вакууме».

1) Рассчитать скорость испарения алюминия при следующих температурах:

а) при условной температуре испарения;

б) на 10% выше условной;

в) на 20% выше условной;

г) на 30% выше условной.

2) Рассчитать скорость испарения различных металлов при условных температурах испарения.

а) медь;

б) молибден;

в) золото;

г) вольфрам.

3) Рассчитать время напыления пленок меди толщиной 0,5 мкм в центре подложки. Медь испаряется из поверхностного испарителя площадью 1 см2 при расстоянии от испарителя до подложки - 10 см, при следующих скоростях испарения:

а) ;

б) ;

в) ;

г) .

Тема: «Ионно-плазменное распыление».

1) Какой тип столкновения имеет место при распылении:

а) распыляемый материал – медь; ионы – водород с энергией 1 кэВ.

б) распыляемый материал – медь; ионы – ртуть с энергией 10 кэВ.

в) распыляемый материал – алюминий; ионы – аргон с энергией 5 кэВ.

г) распыляемый материал – золото; ионы – аргон с энергией 5 кэВ.

2) Представить зависимость коэффициента распыления S от энергии иона в диапазоне 50-150 эВ для мишени из меди при бомбардировке ионами аргона, если при .

3) Представить зависимость S от E в диапазоне от пороговой энергии до 200 эВ. Мишень – тантал; ионы – аргон. Коэффициент распыления при ; при ; при .

4) Рассчитать зависимость S от угла падения иона на мишень φ в диапазоне , если

5) Как зависит коэффициент распыления от количества ионов, падающих на мишень:

а) увеличивается;

б) уменьшается;

в) не меняется.

6) Рассчитать скорость распыления при для следующих мишеней:

а) из кремния с коэффициентом ;

б) из алюминия с коэффициентом ;

в) из кремния с коэффициентом ;

г) из тантала с коэффициентом .

Тема: «Элементы тонкопленочных ИМС».

1) Выбрать резистивный материал для изготовления тонкопленочных резисторов.

Вариант Параметры	1	2	3	4	5
R, Ом	200	1000	1000	800	1200
l, мкм	60	200	100	180	210
b, мкм	30	40	50	60	70

2) Рассчитать толщину диэлектрической пленки для тонкопленочных конденсаторов.

Вариант Параметры	1	2	3	4	5
Рабочее напряжение, Uр,B	15	20	15	25	20
Электрическая прочность, Eпр, B/см	1×106	1×106	8×105	1,5×105	7×105
Коэффициент запаса, Кз	3	3	2	4	2

7.4. Задания к контрольной работе №2

1. Рассчитать давление насыщенных паров при термическом испарении материалов.

№варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Материал	Ag	Al	Cu	Mo	Au	Pt	Ti	W	Cr	Ta
Тu , К	1320	1423	1546	2800	1738	2360	1832	3580	1478	3340

№варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Материал	Ag	Al	Cu	Mo	Au	Pt	Ti	W	Cr	Ta
Тu , К	1452	1540	1700	3080	1912	2596	2000	3940	1628	3670

2. Рассчитать скорость термического испарения материалов.