ICPMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Characterization of Silicon Oxide and Oxynitride Layers

Aplikace | 2008 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
X-ray
Zaměření
Materiálová analýza
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Souhrn

Význam tématu


Charakterizace ultratenkých vrstev oxidů křemíku a oxynitridu křemíku je klíčová v polovodičovém průmyslu pro vývoj a kontrolu kvality dielektrik v mikroelektronice. Přesné měření tloušťky, uniformity a chemických stavů vrstvy je nezbytné pro spolehlivost a výkon polovodičových součástek.

Cíle a přehled studie / článku


Ukázat schopnosti metody Parallel Angle Resolved XPS (PARXPS) na přístrojích Thermo Scientific Theta Probe a Theta 300 pro:
  • měření tloušťky a uniformity ultra-tenkých oxidových a oxynitridových vrstev
  • diferenciaci chemických stavů křemíku a dusíku
  • určení hloubkového rozložení a dávky dusíku
  • srovnání přesnosti a reprodukovatelnosti s elipsometrií

Použitá metodika a instrumentace


Analýza byla provedena metodou XPS s paralelním úhlovým rozlišením (PARXPS) na přístrojích Thermo Scientific Theta Probe a Theta 300. Pro srovnání výsledků byla použita elipsometrie a SIMS kalibrace kontaminační vrstvy. Hloubkové profily byly získány pomocí metody maximální entropie a pro komparaci byla aplikována nízkoenergetická sputter analýza argonovými ionty.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Accuracy: Korelace s elipsometrií vykázala lineární závislost s odchylkou ≤1 %, přičemž kontaminace povrchu o tloušťce ~0,8 nm byla přesně identifikována.
  • Precision: Dynamická opakovatelnost měření tloušťky dosahovala RSD 0,3–0,5 %, dávky dusíku RSD 0,5–1,4 %.
  • Chemické stavy: Dvě formy dusíku (Na snímatelná napříč vrstvou, Nb lokalizovaná u rozhraní) byly rozlišeny úhlovou závislostí spekter N 1s.
  • Hloubkové rozdělení: Profil pomocí metody maximální entropie odhalil nerušené koncentrace Na, Nb a elementárního Si bez destrukce vzorku.
  • Srovnání se sputter profilováním: Iontové škrobnutí přeměňuje Nb na Na, což může vést k mylné interpretaci polohy oxidační formy dusíku.
  • Mapping: Mapování na 49 a 522 bodech prokázalo uniformitu tloušťky ~0,8 % a variability dávky dusíku ~2,2 %.

Přínosy a praktické využití metody


PARXPS poskytuje nedestruktivní hloubkové profilování s vysokou chemickou citlivostí, umožňuje oddělit skutečnou dielektrickou vrstvu od kontaminace a vytvářet detailní mapy chemických stavů i tloušťky waferů. To významně zlepšuje kontrolu kvality a vývoj procesů ve výrobě mikroelektroniky.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Analýza extrémně tenkých dielektrických vrstev pro pokročilé tranzistory
  • Rozšíření metody na různé materiálové systémy a vícevrstvé struktury
  • Integrace in situ a real-time monitoringu procesních kroků
  • Zvýšení prostorového rozlišení a rychlosti mapování pro vysokou propustnost

Závěr


PARXPS provedené na přístrojích Theta Probe a Theta 300 prokázalo vynikající přesnost, reprodukovatelnost a schopnost detailního chemického a hloubkového rozlišení ultra-tenkých vrstev SiO2 a SiOxNy. Metoda překonává omezení elipsometrie i sputter profilování a poskytuje spolehlivý nástroj pro výzkum i průmyslovou kontrolu kvality.

Reference


1. M.P. Seah a R.G. White Surface and Interface Analysis 2002 33 960

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Angle Resolved XPS
Angle Resolved XPS
2008|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application Note: 31014 Angle Resolved XPS Introduction Key Words • Surface Analysis • Depth Profiles • Thickness Measurement • Relative Depth Plots Using angle resolved XPS (ARXPS), it is possible to characterize ultra-thin films without sputtering. In most cases, ARXPS…
Klíčová slova
thickness, thicknessarxps, arxpslayer, layerangle, angleattenuation, attenuationdepth, depthoverlayer, overlayerxps, xpsinelastic, inelasticelastic, elasticangles, anglesphotoelectron, photoelectronfrom, fromnear, nearupon
Characterization of High-k Dielectric Materials on Silicon Using Angle Resolved XPS
Application Note: 31021 Characterization of High-k Dielectric Materials on Silicon Using Angle Resolved XPS Introduction Key Words • Surface Analysis • Chemical State • Distribution of Elements • Film Thickness • Uniformity The decreasing dimensions of transistors in integrated circuits…
Klíčová slova
layer, layersilicon, siliconthickness, thicknessarxps, arxpsuniformity, uniformitydielectric, dielectricdioxide, dioxidebinding, bindinglayers, layersoxide, oxidexps, xpsinterfacial, interfacialchemical, chemicaldeposition, depositionhafnium
Theta Probe: Small Spot XPS Spectrometer with Parallel ARXPS Capability
Theta Probe: Small Spot XPS Spectrometer with Parallel ARXPS Capability
2008|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Application Note: 31055 Theta Probe: Small Spot XPS Spectrometer with Parallel ARXPS Capability Description Key Words • Parallel ARXPS • Surface Analysis • Ultra-thin Films The Thermo Scientific Theta Probe, Figure 1, is a highperformance XPS instrument. Our patented Theta…
Klíčová slova
theta, thetathickness, thicknessxps, xpsprobe, probeparxps, parxpsgun, gunsample, sampleangle, anglemaps, mapsray, rayavantage, avantagedepth, depthoverlayer, overlayerturbomolecular, turbomolecularmulti
Characterization of Chemical Gradients and Antibody Immobilization Using XPS and ARXPS
Application Note: 31070 Characterization of Chemical Gradients and Antibody Immobilization Using XPS and ARXPS Introduction Key Words • Surface Analysis • Angle Resolved XPS • Chemical Gradients Chemical gradients are regions of change in surface chemistry between two points on…
Klíčová slova
xps, xpschemical, chemicalacrylic, acrylicsurface, surfacearxps, arxpslayer, layergradients, gradientsnhs, nhsimmobilization, immobilizationpolymer, polymergradient, gradientoctadiene, octadienelinescan, linescanantibodies, antibodiesantibody
Další projekty
GCMS
LCMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.