Анализ неразрушающих методов измерения и контроля толщины тонких пленок
| Авторы: Шупенев А.Е., Панкова Н.С., Коршунов И.С., Григорьянц А.Г. | Опубликовано: 15.04.2019 |
| Опубликовано в выпуске: #4(709)/2019 | |
| Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Методы и приборы контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды | |
| Ключевые слова: толщина тонких пленок, методы in situ, дифракция быстрых электронов, многолучевая интерферометрия, гравиметрический метод |
Толщина тонких пленок определяет их уникальные свойства, благодаря которым они нашли широкое распространение в электронной и оптической отраслях промышленности. Для измерения толщины пленок в диапазоне 1 нм…1 мкм в процессе их нанесения или в готовом изделии важно использовать неразрушающие методы ее контроля. Проведен анализ наиболее применяемых методов неразрушающего контроля и измерения толщины тонких пленок как с возможностью in situ контроля технологического процесса, так и для испытания готовых образцов. Рассмотрены теоретические и практические особенности методов дифракции быстрых электронов, использования пьезоэлектрического эффекта, интерферометрического и гравиметрического методов исследования толщины тонких пленок. Приведенные результаты могут быть использованы для выбора оптимального метода получения тонких пленок при выполнении исследовательских и прикладных задач.
Литература
[1] Минайчев В.Е. Нанесение пленок в вакууме. Москва, Высшая школа, 1989. 110 с.
[2] Калюжный С.В. Словарь нанотехнологических и связанных с нанотехнологиями терминов. Москва, Физматлит, 2010. 528 с.
[3] Лучинин В.В., Таиров Ю.М., ред. Нанотехнология: физика, процессы, диагностика, приборы. Москва, Физматлит, 2006. 552 с.
[4] Оура К., Лифшиц В.Г., Саранин А.А., Зотов А.В., Катаяма М. Введение в физику поверхности. Москва, Наука, 2005. 499 с.
[5] Асеев А.Л., ред. Нанотехнологии в полупроводниковой электронике. Новосибирск, Изд-во СО РАН, 2004. 368 с.
[6] Филатов Д.О., Исаков М.А., Круглова М.В. Фотоэлектрические свойства наноструктур GeSi/Si. Нижний Новгород, ННГУ, 2010. 118 с.
[7] Гурьянов Г.М., Демидов В.Н., Корнеева Н.П., Петров В.Н., Самсоненко Ю.Б., Цырлин Г.Э. Система регистрации и анализа картин дифракции быстрых электронов на отражение. Журнал технической физики, 1997, т. 67, № 8, с. 111–116.
[8] Braun W. Applied RHEED: reflection high-energy electron diffraction during crystal growth. Springer Science & Business Media, 1999, т. 154, 217 с.
[9] Рост GaAs методом МПЭ. Реконструкция поверхности, дифракция быстрых отраженных электронов, осцилляции ДБОЭ. Санкт-Петербург, СПбАУ РАН, 2010. 26 с.
[10] Cady W.G. Piezoelectricity. Vol. 2: An Introduction to the Theory and Applications of Electromechanical Phenomena in Crystals. New York, Dover Publications, 2018. 432 p.
[11] Janshoff A., Galla H.J., Steinem C. Piezoelectric mass‐sensing devices as biosensors – an alternative to optical biosensors? Angewandte Chemie International Edition, 2000, vol. 39, no. 22, pp. 4004–4032.
[12] Fredriksson C., Kihlman S., Rodahl M., Kasemo B. The piezoelectric quartz crystal mass and dissipation sensor: a means of studying cell adhesion. Langmuir, 1998, vol. 14, no. 2, pp. 248–251.
[13] Snow E.S., Campbell P.M. AFM fabrication of sub-10-nanometer metal-oxide devices with in situ control of electrical properties. Science, 1995, vol. 270, no. 5242, pp. 1639–1641, doi: 10.1126/science.270.5242.1639
[14] Frey H. Handbook of thin film technology. Berlin, Springer, 2015, pp. 5–12.
[15] Майссел Л., Глэнг Р., ред. Технология тонких пленок (справочник). Москва, Советское радио, 1977. 768 с.
[16] Розенберг Г.В. Многолучевая интерферометрия и интерференционные светофильтры. Ч. II. Успехи физических наук, 1952, т. XLVII, вып. 2, с. 173–257.
[17] Метфессель С. Тонкие пленки, их изготовление и измерение. Москва, Ленинград, Госэнергоиздат, 1963. 272 с.
[18] Зимин С.П. Измерение параметров пленочных структур. Ярославль, Яросл. гос. ун-т, 2004. 36 с.
[19] Розенберг Г.В. Многолучевая интерферометрия и интерференционные светофильтры. Ч. I. Успехи физических наук, 1952, т. XLVII, вып. 1, с. 3–50.
[20] Тодуа П.А. Метрология в нанотехнологии. Российские нанотехнологии: обзоры, 2007, т. 2, № 1–2, с. 61–69.
[21] Волков А.В., Саноян А.Г., Бородин С.А., Агафонов А.Н. Оборудование и методы контроля микрорельефа дифракционных оптических элементов. Самара, Изд-во СГАУ, 2007. 80 с.
[22] Рахимов Н.Р., Ушаков О.К. Оптоэлектронные датчики на основе АФН-эффекта. Новосибирск, СГГА, 2010. 218 с.
[23] Жерихин А.Н., Худобенко А.И., Вилльямс Р.Т., Вилкинсон Д., Усер К.Б., Хионг Г., Воронов В.В. Лазерное напыление пленок ZnO на кремниевые и сапфировые подложки. Современные лазерно-информационные и лазерные технологии. Сб. тр. ИПЛИТ РАН, Москва, Интерконтакт Наука, 2005. 304 с.
