mateltechИзвестия высших учебных заведений. Материалы электронной техникиIzvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering1609-35772413-6387MISIS10.17073/1609-3577-2021-2-88-96mateltech-429Research ArticleМатематическое моделирование в материаловедении электронных компонентовMATHEMATICAL MODELING IN MATERIALS SCIENCE OF ELECTRONIC COMPONENTSМоделирование процесса газофазного осаждения и базовых неоднородностей слоев оксида кремнияModeling of kinetics of chemical vapor deposition and the basic characteristics of the layersЕвдокимовВ. Л.EvdokimovV. L.

ул. Акад. Валиева, д. 6, стр. 1, Москва, Зеленоград, 124460

Евдокимов Владимир Лукьянович — научный сотрудник

6-1 Acad. Valieva Str., Moscow, Zelenograd 124460

Vladimir L. Evdokimov — Researcher

vevdokimov@niime.ruАО «НИИ молекулярной электроники»РоссияMolecular Electronics Research Institute, JSCRussian Federation2021300820212428896Copyright © Евдокимов В.Л., 20212021Евдокимов В.Л.Evdokimov V.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://met.misis.ru/jour/article/view/429

Предложена молекулярно-кинетическая модель процесса осаждения слоев из газовой фазы, включающая комплексную схему стадий и выражения для расчета скоростей по гетерогенному и гомогенному механизмам роста. Модель учитывает диффузию, адсорбцию и химическое превращение реагентов с образованием на подложке и в пограничном газовом слое основного, побочного продуктов и кластеров. На основе полученных выражений сформулированы показатели химической, структурной и топологической неоднородностей, как отклонений базовых характеристик слоев. Сделаны оценки характеристик слоев оксида кремния на примерах их осаждения окислением моносилана и тетраэтоксисилана.

Proposed the molecular-kinetic model of formation of layers from the gas phase, including complex kinetic scheme of stages and equations for calculations of the speeds of heterogeneous and homogeneous growth. The growth rate takes into account the stage of diffusion, adsorption and chemical reaction with the formation on the substrate and in a boundary layer of the main gas, by-products and clusters. Defined indicators of chemical, structural and topological irregularities, as the deviations of the basic characteristics of layers. The characteristics of silicone oxide layers are estimated using examples of deposition by oxidation of monosilane and tetraethoxysilane.

осаждение слоевмоделирование процессагетерогенный и гомогенный ростпоказатели неоднородностейdeposition of layersprocess modellingheterogenious and homogenious depositionthe irregularity indices of the layersReferencesКрасников Г.Я. Конструктивно-технологические особенности субмикронных МОП-транзисторов. М.: Техносфера; 2011. 800 с.Krasnikov G.Ya. Design and technological features of submicron MOSFETs. Moscow: Tekhnosfera; 2011. 800 p. (In Russ.)Красников Г.Я., Зайцев Н.А. Физико-технологические основы обеспечения качества СБИС. В 2 ч. М.: Микрон-Принт; 1999. Ч. 1. 226 с.Krasnikov G.Ya., Zaitsev N.A. Physical and technological bases of VLSI quality assurance. In 2 p. Moscow: Mikron-Print; 1999. Рt 1. 226 p. (In Russ.)Kern W., Ban W.S. Chemical vapor deposition of inorganic thin films in thin film processes. In: Thin film processes. USA, NY: Academic Press; 1978: 257—331. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-728250-3.50012-XKern W., Ban W.S. Chemical vapor deposition of inorganic thin films in thin film processes. In: Thin film processes. USA, NY: Academic Press; 1978: 257—331. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-728250-3.50012-XPierson H.O. Handbook of chemical vapor deposition. USA, NY: Academic Press; NJ: Pennington; 1992. 436 p.Pierson H.O. Handbook of chemical vapor deposition. USA, NY: Academic Press; NJ: Pennington; 1992. 436 p.Васильев В.Н., Репинский С.М. Осаждение диэлектрических слоев из газовой фазы. Успехи химии. 2005; 74(5): 452—483.Vasilev V.Yu., Repinsky S.M. Chemical vapour deposition of thin-film dielectrics. Russian Chemical Reviews. 2005; 74(5): 413—441. https://doi.org/10.1070/RC2005v074n05ABEH000886Rosenberger F. Flow dinamics and modelling of CVD. Proc. 10th Int. Conf on CVD. Electrochemical Society. USA, NJ: Pennington; 1987: 193—203.Rosenberger F. Flow dinamics and modelling of CVD. Proc. 10th Int. Conf on CVD, Electrochemical Society. USA, NJ: Pennington; 1987: 193–203.Cobianu С., Rovelescu C. A theoretical study of the low-temperature CVD of SiO2 films. Journal of the Electrochemical Society. 1983; 130(9): 1888—1893. https://doi.org/10.1149/1.2120118Cobianu С., Rovelescu C. A theoretical study of the low-temperature CVD of SiO2 films. Journal of the Electrochemical Society. 1983;130(9): 1888—1893. https://doi.org/10.1149/1.2120118Morosanu C., Segal E. Mechanism of the CVD of Si3N4 films from SiH2Cl2 and NH3 under diffusion controlled conditions. Thin Solid Films. 1982; 91(3): 251—256. https://doi.org/10.1016/0040-6090(82)90114-6Morosanu C., Segal E. Mechanism of the CVD of Si3N4 films from SiH2Cl2 and NH3 under diffusion controlled conditions. Thin Solid Films. 1982; 91(3): 251—256. https://doi.org/10.1016/0040-6090(82)90114-6Vasilyeva L.L., Drozdov V.N., Repinsky S.M., Svitashev K.K. Deposition of silica films by the oxidaton of silane in oxygen. Thin Solid Films. 1978; 55(2): 221—228. https://doi.org/10.1016/0040-6090(78)90052-4Vasilyeva L.L., Drozdov V.N., Repinsky S.M., Svitashev K.K. Deposition of silica films by the oxidaton of silane in oxygen. Thin Solid Films. 1978; 55(2): 221—228. https://doi.org/10.1016/0040-6090(78)90052-4Arora R., Pollard R. A mathemathical model for the coupled reaction kinetics and transport processes in CVD systems. In: CVD-XI: Proc. of the Eleventh Int. Conf. on Chemical Vapor Deposition. USA, NJ: Pennington; 1990: 106—112.Arora R., Pollard R. A mathemathical model for the coupled reaction kinetics and transport processes in CVD systems. In: CVD-XI: Proc. of the Eleventh Int. Conf. on Chemical Vapor Deposition. USA, NJ: Pennington; 1990: 106—112.Tobin P., Price J., Kempbell L. Gas phase composition in the low pressure CVD of silicon dioxide. Journal of the Electrochemical Society. 1980; 127(10): 2222—2227. https://doi.org/10.1149/1.2129379Tobin P., Price J., Kempbell L. Gas phase composition in the low pressure CVD of silicon dioxide. Journal of the Electrochemical Society. 1980; 127(10): 2222—2227. https://doi.org/10.1149/1.2129379Shintany A., Suda K., Suzuki M., Maki M., Takami K. SiO2 particulates dispersed in CVD reactor: I. Semi-in situ. Journal of the Electrochemical Society. 1977; 124(11): 1771—1776. https://doi.org/10.1149/1.2133154Shintany A., Suda K., Suzuki M., Maki M., Takami K. SiO2 particulates dispersed in CVD reactor: I. Semi-in situ. Journal of the Electrochemical Society. 1977; 124(11): 1771—1776. https://doi.org/10.1149/1.2133154Евдокимов В.Л. Моделирование процесса химического осаждения слоев из газовой фазы. Электронная промышленность. 1994; 6: 136.Evdokimov V.L. Simulation of the process of chemical deposition of layers from the gas phase. Elektronnaya promyshlennost'. 1994; 6: 136. (In Russ.)Евдокимов В.Л. Молекулярно-кинетическая модель процесса осаждения слоев из газовой фазы. Электронная техника. Серия 3. Микроэлектроника. 2017; 4(168): 42—55.Evdokimov V.L. Modeling of kinetics of chemical vapor deposition and the basic characteristics of the layers. Electronic Engineering. Series 3 Microelectronics. 2017; 4(168): 42—55. (In Russ.)Евдокимов В.Л. Моделирование топологической неравномерности слоев осаждаемых из газовой фазы на микрорельефную подложку. Электронная техника. Серия 3. Микроэлектроника. 2020; 1(177): 47—53.Evdokimov V.L. Modeling the topological non-uniformity of the layers deposited from the gas phase on a substrate microrelief. Electronic Engineering. Series 3 Microelectronics. 2020; 1(177): 47—53. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.