Исследование и разработка лазерной технологии модификации электрофизических характеристик системы кремний диоксид кремния

 

---

130 
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 
В 
конце 
работы 
приведены 
следующие 
основные 
выводы 
диссертационной работы: 
1. Осуществлен анализ методов микроструктурирования кремния и 
структур на его основе. В результате была выбрана лазерная технология 
микроструктурирования, которая характеризуется высокой эффективностью, 
экологичностью, низкой стоимостью. 
2. Определены 
энергетические 
диапазоны 
лазерного 
воздействия, 
обеспечивающих 
структурную 
целостность 
плёнки 
SiO
2
при 
микроструктурировании системы SiO
2
/Si и структур на её основе. 
3. Впервые при лазерном микроструктурировании системы SiO
2
/Si 
получена локальная пластическая деформация поверхности кремния в виде 
сетки линий скольжения. Морфология поверхности системы в виде сетки 
линий скольжения формируется в результате пересечения полос линий 
скольжения, возникающих на соответствующих плоскостях скольжения 
кристаллической решётки кремния. В полосах формируется высокая 
плотность линий скольжения, которые появляются в результате зарождения, 
роста и движения дислокаций под действием энергии фотонов лазерного 
излучения. Следует особо отметить, что при таком микроструктурировании 
поверхности кремния не нарушается целостность плёнки SiO
2
, и сохраняется 
её устойчивость к величине пробивных напряжений. 
4. Показано, что при облучении системы SiO
2
/Si импульсным иттербиевым 
волоконным лазером в режиме, обуславливающим локальную пластическую 
деформацию кремния, происходит изменение электрофизических свойств 
диоксида кремния и границы раздела SiO
2
-Si. Максимальные изменения 
происходят в зоне облучения, где наблюдается сетка линий скольжения. 
Следует отметить, что изменение электрофизических свойств системы 
появляются также и на участках подложки, удаленных от зоны облучения. 

---

131 
5. Впервые 
экспериментально 
продемонстрирован 
механизм 
возникновения 
и 
развития 
локального 
анизотропного 
процесса 
микроплавления монокристаллического кремния при сканировании луча 
импульсного 
иттербиевого 
волоконного 
лазера. 
Этот 
механизм 
микроплавления проявился при использовании плавного изменения 
плотности мощности облучения путём изменения скорости сканирования на 
протяжении одного прохода лазерного луча. Показано что, основным 
механизмом, приводящим к возникновению локальных микрообластей 
расплавленного кремния под воздействием лазерного облучения с большой 
частотой следования импульсов, является дислокационный механизм. 
6. Показано, что меняя число импульсов и варьируя плотностью энергии в 
пучке ArF-лазера можно в широких пределах менять морфологию системы 
SiO
2
/Si. 
Изменение 
морфологии 
сопровождается 
существенными 
изменениями электрофизических параметров системы SiO
2
/Si. 
7. Показано, что при микроструктурировании поверхности с применением 
режима сканирования лазерного пучка вокруг области, в которой 
располагается металлический контакт МОП конденсатора, формируются
волновые структуры с периодом порядка несколько микрометров. 
Возникновение таких структур вызывает улучшение электрофизических 
характеристик МОП-структур.
8. Показано, 
что 
при 
микроструктурировании 
МОП 
структур, 
выполненных на основе системы SiO
2
/Si, происходит увеличение пробивных 
напряжений МОП структур. В зависимости от режимов облучения эти 
увеличения напряжения могут достигать 10% от пробивных напряжения 
структур до облучения. По-видимому, это обусловлено структурной 
перестройкой слоя SiO
2
, вызванной упругими механическими напряжениям и 
на границе SiO
2
-Si при микроструктурировании поверхности кремния.
9. Показано, что облучение пучком ИИВЛ областей, в которых 
расположены тестовые элементы КМОП ИС, приводит к изменению 

---

132 
электрических характеристик тестовых КМОП транзисторов. Подбором 
режимов облучения может быть обеспечено необходимое изменение 
характеристик, особенно в тех случаях, когда требуется обеспечить полную 
симметричность параметров N- и P-канальных МОП транзисторов в КМОП 
ИС. 

---

133