Влияние режимов очистки в высокоплотной плазме аргона на морфологию и свойства поверхности подложек монокристаллического кремния
https://doi.org/10.35596/1729-7648-2026-24-3-44-51
Аннотация
Исследовано влияние параметров высокоплотной индуктивно-связанной плазмы аргона на морфологию и характеристики поверхности подложек монокристаллического кремния. Обработка образцов проводилась в диапазоне мощностей высокочастотного источника от 100 до 1000 Вт при длительности очистки до 300 с. Морфология поверхности анализировалась методом атомно-силовой микроскопии с последующим исследованием краевого угла смачивания и работы адгезии. Отмечено влияние очистки в высокоплотной плазме на поверхностную энергию. Установлено, что эффективные параметры очистки для получения минимальной шероховатости и удаления загрязнений без повреждения поверхности – это мощность разряда 300–500 Вт и длительность воздействия 60–120 с. Полученные данные могут быть использованы при подборе режимов плазменной очистки подложек монокристаллического кремния в технологических процессах микроэлектроники.
Ключевые слова
очистка поверхности,
высокоплотная индуктивно-связанная плазма,
морфология поверхности,
атомно-силовая микроскопия,
монокристаллический кремний
При поддержке: Авторы выражают благодарность Д. А. Котову и Д. Б. Мигасу за ценные рекомендации и замечания в процессе работы над статьей, а также В. А. Лапицкой и О. М. Чернаусик за проведение исследований методом атомно-силовой микроскопии.
Об авторах
К. Т. Логунов
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
Логунов Константин Тимофеевич, асп. каф. микро- и наноэлектроники, зам. декана факультета радиотехники и электроники
220013, Минск, ул. П. Бровки, 6
Тел.: +375 17 293-89-91
А. А. Михолап
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
Михолап А. А., студент
Минск
Список литературы
1. A Review of Silicon-Based Wafer Bonding Processes, an Approach to Realize the Monolithic Integration of Si-CMOS and III–V-on-Si Wafers / S. Y. Bao [et al.] // Journal of Semiconductors. 2021. Vol. 42, Iss. 2. P. 023–106. http://doi.org/10.1088/1674-4926/42/2/023106.
2. Koichiro, S. Influence of Silicon-Wafer Loading Ambients in an Oxidation Furnace on the Gate Oxide Degradation Due to Organic Contamination / S. Koichiro, H. Takeshi // Applied Physics Letters. 1997. Vol. 71, No 25. P. 3670–3672.
3. Removal Efficiency of Organic Contaminants on Si Wafer Surfaces by the N2O ECR Plasma Technique / D. K. Kim [et al.] // Materials Chemistry and Physics. 2005. Vol. 91, Iss. 2. P. 490–493.
4. Hattori, Т. Chemical Contamination Control in ULSI Wafer Processing / T. Hattori // AIP Conference Proceedings. 2001. Vol. 550. P. 275–284. https://doi.org/10.1063/1.1354411.
5. Bera, В. Silicon Wafer Cleaning: A Fundamental and Critical Step in Semiconductor Fabrication Process / B. Bera // International Journal of Applied Nanotechnology. 2019. Vol. 5, Iss. 1. P. 8–13.
6. Sammut, S. A. Comprehensive Review of Plasma Cleaning Processes Used in Semiconductor Packaging / S. A. Sammut // Applied Sciences. 2025. Vol. 15, No 13. https://doi.org/10.3390/app15137361.
7. Cheng, Y. L. Plasma Damage on Low-k Dielectric Materials / Y. L. Cheng, C. Y. Lee, C. W. Haung // Plasma Science and Technology. 2018. https://doi.org/10.5772/INTECHOPEN.79494.
8. Argon Plasma Improves the Tissue Integration and Angiogenesis of Subcutaneous Implants by Modifying Surface Chemistry and Topography / M. Griffin [et al.] // International Journal of Nanomedicine. 2019. Vol. 14. P. 1993–1994. https://doi.org/10.2147/IJN.S206850.
9. ICP Polishing of Silicon for High-Quality Optical Resonators on a Chip / A. Laliotis [et al.] // Journal of Micromechanics and Microengineering. 2012. Vol. 22, No 12. https://doi.org/10.1088/0960-1317/22/12/125011.
10. Karbowiak, T. Importance of Surface Tension Characterization for Food, Pharmaceutical and Packaging Products: A Review / T. Karbowiak, F. Debeaufort, A. Voilley // Critical Reviews in Food Science and Nutrition References. 2006. Vol. 46, No 5. P. 391–407.
11. Hess, D. W. Plasma Stripping, Cleaning, and Surface Conditioning. Handbook of Silicon Wafer Cleaning Technology. 3rd ed. / D. W. Hess, A. K. Reinhardt // William Andrew Publishing. 2018. P. 379–455.
12. Two Modes of Surface Roughening During Plasma Etching of Silicon: Role of Ionized Etch Products / N. Nobuya [et al.] // Journal of Applied Physics. 2014. Vol. 116. P. 223–302.
13. Alam, А. U. The Effects of Oxygen Plasma and Humidity on Surface Roughness, Water Contact Angle and Hardness of Silicon, Silicon Dioxide and Glass / A. U. Alam, M. Howlader, M. J. Deen // Journal of Micromechanics and Microengineering. 2014. Vol. 24, No 3. P. 10–35.
14. Lieberman, M. A. Principles of Plasma Discharges and Materials Processing / M. A. Lieberman, A. J. Lichtenberg. USA: John Wiley & Sons, Inc. 2005.
15. Belford, R. E. Surface Activation Using Remote Plasma for Hydrophilic Bonding at Elevated Temperature / R. E. Belford, S. Sood // Electrochemical and Solid State Letters. 2007. Vol. 10, No 5. DOI: 10.1149/1.2709397.
Рецензия
Для цитирования:
Логунов К.Т., Михолап А.А. Влияние режимов очистки в высокоплотной плазме аргона на морфологию и свойства поверхности подложек монокристаллического кремния. Доклады БГУИР. 2026;24(3):44-51. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2026-24-3-44-51
For citation:
Logunov K., Mikholap A. The Influence of Cleaning Parameters in High-Density Argon Plasma on the Morphology and Surface Properties of Monocrystalline Silicon Substrates. Doklady BGUIR. 2026;24(3):44-51. (In Russ.) https://doi.org/10.35596/1729-7648-2026-24-3-44-51
Просмотров:
23
JATS XML
Послать статью по эл. почте 