Evaluación de la estructura de películas (láminas) aislante delgadas con puerta de k-bajo

En una película aislante ultra-delgada de óxido con constante-dieléctrico alto, la cual es requerida en la próxima generación de semiconductores, es indispensable evaluar si ciertas características cruciales son creadas como esperado durante el proceso de fabricación. Entre estos rasgos se encuentra el grosor de la película, la ausencia o presencia de capas intermedias, y el estado de cristalinidad. Usando medidas de reflectividad proveídas por el difractómetro multipropósito SmartLab de Rigaklu, se puede evaluar el grosor de la, la densidad, y la aspereza en la interfaz de una película aislante de alrededor de 1 nm.

Las figuras a continuación presentan los resultados de las medidas de reflectividad de una película delgada de 5 nm de ZrO2 formada en un sustrato de silicio. Al analizar los perfiles de reflectividad detalladamente, se puede evaluar la presencia de la capa de interfaz y su grosor. El análisis de estos resultados revela que el grosor y la densidad de una película delgada de ZrO2 son de 5.215 nm y de 5.233 g/cm3, respectivamente; los cuales son casi iguales a los valores esperados. También hay una capa de ZrOSi presente en la interfaz de la capa, y su grosor y densidad son de 1.383 nm y de 3.188 g/cm3, respectivamente.

Reflectivity measurement results

En el método dentro-de-plano, en el cual los rayos x entran a la superficie de la muestra en ángulo rasado, es posible efectuar medidas de difracción en películas de un 1 nm de grosor. Las figuras siguientes presentan los perfiles de difracción de películas de ZrO2 con un grosor de 1 nm, 5 nm, y 10 nm, respectivamente. En la ZrO2 con 1 nm de grosor, la figura revela que las cristalizaciones ocurren después de formar y recocer una capa amorfa en el estado como-depositado, y que la película cristalizada puede ser formada aún en el estado como-depositado.

Diffraction profiles
Muestras proveídas por TOSHIBA Semiconductor Co. y TOSHIBA Nanoanalysis Co.


El SmartLab es el más novedoso difractómetro de alta resolución disponible en la actualidad. Tal vez su característica más novedosa es el software SmartLab Guiadance, que proporciona al usuario una interfaz inteligente que le guía a través de las complejidades de cada experimento. Es como tener un experto a su lado. Read more about SmartLab...