ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ И ИОННЫХ

НАРУШЕНИЙ В АРСЕНИДЕ ГАЛЛИЯ

А.Г. Коробейников, В.Л. Ткалич, Д.В. Кузьмин, Хоанг Зянг Санкт-Петербургский Государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Россия

В технологическом цикле изготовления интегральных схем пластина арсенида галлия подвергается операциям ионного легирования и обработки в плазме. Эти операции создают на пластинах нарушенные слои, которые должны быть устранены последующими операциями термического отжига и химического травления. Кроме того, нарушенные слои имеются и на исходных пластинах. Они должны быть удалены начальной полирующей обработкой. Методом эллипсометрии с послойным травлением можно получить профили нарушений после ионной имплантации и после отжига. При этом величиной, характеризующей степень разупорядоченности материала, является либо угол(азимут восстановленной линейной поляризации), либо значение поглощения, полученное из приближения эффективной подложки.

Чтобы определить неразрушающим методом более двух параметров отражающей системы, необходимо варьировать условия измерения - угол падения или коэффициент преломления внешней среды. Так, измерения в m средах дают m пар значенийи, что позволяет трактовать нарушенный слой как m - слойную систему, задав толщины слоев и подобрав m пар значенийи.

При m = 2 и m = 3 подходят для задач отработки режимов ионного легирования и отжига, поскольку форму профиля и глубину залегания максимума после ионного легирования можно оценить заранее, зная дозу и энергию ионов. В случае двух измерений, если поверх нарушенного слоя имеется прозрачная пленка, то двухслойная модель позволяет учесть ее, измерив заранее ее толщину и коэффициент преломления. Практически это означает, что можно учесть влияние естественного оксида, или, что еще более ценно, отрабатывать режимы термического отжига под защитой слояили

, не удаляя защитный слой.

Были исследованы следующие типы образцов: исходные пластины арсенида галлия марки АГП-1: после имплантации ионами фтора, серы, протонами в диапазоне

энергий 50 - 150 кэВ дозами 0.1 - 10 мкКл/см²; после термического отжига под защи-

0

той в течении 15 минут при температуре 850 С; после удаления 300 A материала методом анодного окисления. Коэффициенты преломления иммерсионных жидкостей (воды и этилового спирта) измерялись на рефрактометре ИРФ-5 в свете гелий - неонового лазера. Эллипсометрические измерения проводились на автоматическом эллипсометре Auto E1 III фирмы Rudolph Research при угле падения 70⁰ в стеклянной кювете с гранями, перпендикулярными падающему свету.