Введение
Глава 1. Обзор литературы по применению, формированию и изучению пленок поликристаллического кремния с полусферическими зернами (HSG-Si) 10
1.1 Пленки поликристаллического кремния с полусферическими зернами и их применение в интегральной электронике 10
1.2 Методы формирования и используемое оборудование для формирования слоев поликристаллического кремния с шероховатой поверхностью 12
1.3 Методы, использовавшиеся для изучения пленок HSG кремния и оценки их качества 14
1.4 Особенности формирования пленок поликристаллического кремния с шероховатой поверхностью 19
1.4.1 Влияние температуры и давления осаждения на кристаллическую структуру слоев кремния, получаемых методом LPCVD 19
1.4.2 Влияние температуры осаждения на формирование пленок HSG-Si с большой площадью поверхности 21
1.4.3 Зависимость морфологии пленок HSG-Si от температуры осаждения 24
1.4.4 Зависимость морфологии поверхности пленок HSG кремния от толщины 26
1.4.5 Зависимость увеличения площади поверхности пленки HSG кремния от толщины пленки 28
1.4.6 Влияние времени отжига на морфологию пленок HSG кремния 29
1.5 Структура и механизм образования пленок HSG кремния 32
1.6 Анализ опубликованных данных по структуре и электрическим свойствам конденсаторных структур с HSG-Si пленками 35
1.7 Основные результаты и выводы, полученные из анализа опубликованных данных по условиям и способам нанесения пленок HSG кремния 39
Глава 2. Изучение морфологии пленок кремния, получаемых методом LPCVD, для температурной области, содержащей переход от аморфного кремния к поликристаллическому 42
2.1 Получение и экспериментальные методы исследования пленок кремния. 42
2.1.1 Получение пленок кремния 42
2.1.2 Методы, использовавшиеся для изучения морфологии поверхности и определения толщины полученных пленок 46
2.2 Методы математической обработки АСМ изображений поверхности 46
2.3 Поиск температурного интервала образования пленок HSG кремния: исследование морфологии LPCVD пленок кремния в температурном интервале 550-620С 52
2.4 Детальное изучение морфологии HSG-Si пленок в температурном интервале от 571С595С 53
2.4.1 Изучение зависимости от температуры морфологии пленок HSG кремния толщиной 100 нм в интервале от 571С595С 53
2.4.2 Изучение зависимости морфологии HSG-Si пленок от толщины в температурном интервале от 571С595С 61
2.4.3 Оценка влияния размеров зонда на параметры, полученные из анализа АСМ-изображений 68
Глава 3. Морфология поверхности пленок аморфного, поликристаллического и HSG кремния. Эволюция морфологии поверхности пленок HSG кремния при росте толщины пленки 80
3.1 Сравнительный анализ морфологии поверхности пленок аморфного,
поликристаллического и HSG кремния 81
3.1.1 Функции распределения высот и амплитудные параметры поверхности для трех характерных типов пленок кремния 81
3.1.2 Корреляционные и пространственные свойства поверхности характерных пленок кремния 84
3.2 Эволюция морфологии поверхности при росте пленок HSG кремния на основе использования скейлингового подхода 89
3.2.1 Анализ корреляционных функций высота-высота H(r) для HSG-Si пленок, полученных при различном времени осаждения 89
3.2.2 Изучение зависимости ширины интерфейса w, латеральной корреляционной длины и длины волны от времени осаждения 95
3.3 Зависимость размера, плотности зерен и основных параметров поверхности от толщины пленки HSG кремния 97
Глава 4. Разработка, изготовление конденсаторов с повышенной емкостью на основе HSG-Si пленок и изучение их электрических характеристик 103
4.1 Структура и изготовление конденсаторов на основе HSG-Si пленок 103
4.2 Исследование электрических характеристик конденсаторов на основе HSG-Si пленок 105
4.3 Изучение зависимости электрических характеристик конденсаторной структуры от толщины диэлектрического слоя 107
4.3.1 Зависимость электрической емкости от толщины диэлектрического слоя 107
4.3.2 Зависимость эквивалентной электрической прочности от толщины диэлектрического слоя 110
Заключение 113
Список литературы 119
