Использование лазерной сканирующей микроскопии для определения электромиграции в дисилициде молибдена

Предметом моих исследований является определение явлений электромиграции в дисилициде молибдена и рассмотрение влияющих факторов, таких как длина испытуемой линии и инкапсулирующий материал на параметры эффективного заряда ионов и энергии дезактивации. Текущая экспериментальная задача заключается в распространении этого метода на более высокие температуры. По сравнению с другими методами, в нашем протоколе используется лазерный сканирующий микроскоп. Другие методы обычно используют сканирующий электронный микроскоп. Для измерений с помощью сканирующего электронного микроскопа обычно имеется пробоподготовка, которая может влиять на измеряемую энергию активации и измеряемый эффективный заряд ионов, поэтому в нашем случае нам не нужна такая сложная подготовка образцов. Это также делает его быстрее. Мы сосредоточимся на исследовании эффективного заряда ионов в дисилициде молибдена при повышенных температурах, а также на исследовании энергии активации дисилицида молибдена при повышенных температурах и нелегированного дисилицида молибдена, легированного различными формами легирующей примеси, а также рассмотрим изменения искусственно созданных пустот в различных материалах.

[Инструктор] Для начала включите лазерный сканирующий микроскоп и откройте измерительное и аналитическое программное обеспечение. С помощью подходящего держателя образца закрепите образец так, чтобы он оставался неподвижным на предметном столике микроскопа во время сканирования. Подготовьте точный источник тока и необходимые провода для электрического подключения и отрегулируйте высоту предметного столика микроскопа. Теперь поместите образец в держатель образца под лазерным сканирующим микроскопом. Выровняйте образец параллельно столу микроскопа и зафиксируйте его на месте, чтобы предотвратить любое движение во время измерений. Подключите электрическую розетку источника тока к образцу или держателю образца в зависимости от настроек. Убедитесь, что соединительные провода все еще прикреплены к образцу, путем оптического осмотра. Отрегулируйте разницу в высоте между линзой объектива и образцом, чтобы сфокусировать интересующую область с помощью объектива с наименьшим увеличением. Используйте ручную фокусировку или нажмите «Автофокусировка» в окне наблюдения измерительного программного обеспечения. Измените объектив на большее увеличение и сфокусируйтесь на интересующей вас области. Продолжайте этот процесс до тех пор, пока интересующая область не станет четко видимой при максимальном увеличении, например 150X, в окне наблюдения. Задайте для параметров инструменты, измерение и среднее число значение четыре, затем нажмите «Параметры», а затем «Автосохранение», выберите папку назначения для сохранения, введите префикс имени файла и образец и нажмите кнопку «ОК». Откройте окно измерения, выберите экспертный режим и выберите параметры измерения, а затем профиль поверхности, сверхвысокая точность 2048 на 1536 и высокая точность. Чтобы увеличить расстояние между линзой объектива и образцом, нажимайте стрелки вверх, пока вся поверхность в окне не станет черной, затем нажмите «Установить верхнюю точку позиции». Затем уменьшите расстояние с помощью стрелок вниз, пока не станет видна вся поверхность, и продолжайте, пока поверхность снова не станет черной, затем нажмите «Установить нижний POS». Нажмите «Автоматическое усиление», а затем начните измерение, чтобы начать сканирование поверхности. Увеличьте расстояние между объективом и образцом на несколько миллиметров до одного сантиметра, используя стрелки вверх, чтобы расфокусировать лазер перед нагрузкой на образец. Примените напряжение тока, используя заданные условия, такие как плотность тока и время, а затем остановите протекание тока по истечении указанного времени. Через три-пять минут после приложения текущего напряжения сфокусируйте лазерный сканирующий микроскоп на интересующей области, когда образец вернется к комнатной температуре. Продолжайте фокусироваться до тех пор, пока образец не перестанет смещать фокус на себя, чтобы убедиться, что при измерении поверхности нет смещения из-за изменения температуры. Отсканируйте ту же область, которая была отсканирована до текущего напряжения, используя те же настройки, что и ранее. Откройте аналитическое программное обеспечение, нажмите «Файл» и «Открыть», затем найдите нужный файл. Если файл уже открыт, перейдите к коррекции наклона образцов после выбора изображения процесса и коррекции наклона, чтобы запустить окно коррекции наклона. В окне коррекции установите для отображения изображение лазер плюс оптический и выберите метод коррекции наклон плоскости три точки для отображения трех точек на изображении. Сдвиньте направляющую линию так, чтобы большая часть каждой линии лежала на заднем плане, и отрегулируйте три точки рядом с областью интереса. Затем переместите три точки так, чтобы плоскость, представленная двумя прямыми линиями в поперечных сечениях, выровнялась с фоном. Выберите «Не настраивать смещение по высоте нуля» и «Автоматическая настройка диапазона высот», затем нажмите «Выполнить», а затем нажмите «Закрыть», чтобы применить коррекции. Чтобы открыть окно обрезки, нажмите кнопку Обработка изображения и обрезка. Выберите ширину и высоту обрезки в соответствии с областью интереса и настройте прямоугольник выделения так, чтобы он охватывал всю область интереса. Сохраните исправленное и обрезанное изображение, нажмите кнопку «Файл» и найдите нужный файл. Чтобы экспортировать интересующую область с сохранением трехмерной информации, нажмите кнопку «Файл», а затем введите данные 3D CAD, чтобы открыть окно с выходными параметрами. Установите количество пропуска на единицу, фактическую точность отображения чисел на 10, коэффициент масштабирования XY на X1 и увеличьте высоту до 100%, затем выберите поверхность и нажмите «Установить», чтобы подтвердить настройки. Выберите данные группы точек, чтобы сохранить данные с уникальными метками. После завершения экспорта появится окно подтверждения. Откройте версию оценочного программного обеспечения и пакетов. Чтобы запустить программу, нажмите на значок со стрелкой. Перейдите в папку, содержащую файлы ASC, нажав кнопку «Открыть» и выбрав подходящий путь сохранения. Загрузите в программу файлы ASC с правильным именем образца из списка выбора. Убедитесь, что выбран параметр области, затем нажмите крестик, а затем область. С помощью мыши выберите прямоугольник на поверхности подложки, чтобы определить масштаб высоты. Изучите две гистограммы высоты до и после текущего напряжения, расположенные рядом с изображением области интереса, и отрегулируйте выбор, чтобы убедиться, что обе гистограммы выглядят нормально распределенными и одинаковыми. Теперь нажмите нулевую кнопку, помеченную как фон, чтобы установить эту высоту в качестве уровня фона. Выберите второй прямоугольник на плоском участке в верхней части испытуемой линии. Опять же, изучите и настройте гистограмму так, чтобы они выглядели нормально распределенными и максимально похожими. Нажмите на строку под тестом, затем нажмите OK, чтобы сохранить это значение высоты. Затем нажмите на значок стрелки еще раз, чтобы повторно запустить программу. Нарисуйте прямоугольник рядом с краем одного холма или пустоту на изображении с надписью IMG compare с помощью левой кнопки мыши. Отрегулируйте прямоугольник так, чтобы он точно совпадал с краем конструкции с помощью увеличенного изображения, например с надписью «Свободная обрезка». Уточните выбранную область так, чтобы прямоугольник точно охватывал холм или пустоту. Наконец, нажмите кнопку «Сохранить» рядом с IMG compare, чтобы сохранить целочисленный объем на основе суммы пикселей. Холмы, образовавшиеся после текущего напряжения, обычно имели высоту около 190 нанометров, с самыми маленькими четко обнаруживаемыми холмами на высоте 34 нанометра и боковыми размерами примерно в один микрометр. Электромигрирующий объем увеличивался с длиной тестируемой линии, что показано на графике экспоненциальной линией тренда. Электромигрирующий объем увеличивался с увеличением плотности тока, и две разные толщины инкапсулирующего высокотемпературного оксида кремния показали разные точки начала электромиграции. При более низкой плотности тока в 2,56 умножить на 10 в степени 10 ампер на квадратный метр пригодные для использования данные продемонстрировали тенденцию к увеличению электромиграционного объема с увеличением длины линии.