В этом разделе представлены некоторые из результатов аналитических и теоретических исследований, которые были проведены с целью получения данных, необходимых для постановки и проведения разработок.

АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ПРОЕКТОВ
Современные аналитические методы исследования, доступные сегодня разработчикам, позволяют детальное изучение основных физических свойств материалов, используемых в электронном производстве. В своей работе мы ориентируемся на возможности аналитического оборудования ЦКП НИУ МИЭТ. Большой объем данных при проведении исследований получен с помощью следующего аналитического оборудования:
- Растровый электронный микроскоп JSM-6490LV,
- Оптический профилометр Wiko NT9300,
- Атомно-силовой микроскоп Smart SPM,
- ИК-микроскоп FLIR SC5700M.

Растровый электронный микроскоп JSM-6490LV


Растровая электронная микроскопия (РЭМ) занимает важное место среди аналитических методов исследования.
В наших исследованиях растровая электронная микроскопия использовалась для изучения сенсорных структур, тестовых и экспериментальных образцов на их основе, изготовленных с использованием современных КМОП и МЭМС технологий


Ниже представлены РЭМ-фотографии МЭМС ИК чувствительных структур (емкостной многоэлементный ИК приемник и линейка ИК чувствительных МЭМС-транзисторов с ПЗС-мультиплексором).
Оптический профилометр Wiko NT9300

Одной из наиболее современных измерительных систем, основанных на методе оптической интерферометрии, является автоматический оптический профилометр Wyko NT9300.
Он объединяет в себе бесконтактный интерферометр с современными возможностями автоматизации для проведения высокоточных и быстрых 3D-измерений топографии поверхности от 0,1 нм до 10 миллиметров с разрешением от 0,1 до 1,0 нм.

Программа Vision, которая управляет работой профилометра, производит вычисление широкого спектра параметров поверхности, характеризующих величину шероховатости, величину максимумов и минимумов профиля поверхности на выбранных направлениях, асимметрию, пространственную частоту, случайные выбросы и др.
На фотографиях, приведенных ниже, представлены 3D-реконструкции, реализованные этой программой по результатам измерений образца материала после глубокого травления и термочувствительного 4-х элементного сенсора (МЭМС технология).
Атомно-силовой микроскоп Smart SPM
Атомно-силовая микроскопия (АСМ) сегодня широко используется для проведения аналитических исследований. Зондовый метод, заложенный в основу АСМ, позволяет исследовать физические (магнитные, электрические, тепловые, химические и другие) свойства широкого круга материалов. Поскольку в современных сенсорных структурах, характеризующихся субмикронными размерами, особенно велико влияние поверхностных явлений, методы АСМ, обладающие высоким разрешением при измерениях рельефа поверхности, дают ценную информацию для выявления оптимальных условий формирования структур. Одним из важнейших достоинств АСМ является возможность проведения амплитудно-частотных характеристик мембранных композиций, определяющих их работоспособность при воздействии вибрационных нагрузок в реальных условиях функционирования.
На фотографиях, полученных на АТМ и приведенных ниже, представлены вертикальное сечение не полностью вывешенного термомеханическоно ИК-сенсора и АЧХ мембраны термопарного теплового сенсора.
ИК-микроскоп FLIR SC5700M
Производство высокоэффективных интегральных схем требует организации оперативного контроля технологического процесса их изготовления. Одним из эффективных методов контроля, позволяющий определение важнейших характеристик равномерности параметров схем по площади пластины, является метод ИК-микроскопии. Метод основан на том, что любое тело с температурой выше абсолютного нуля, в соответствии с законом Планка, излучает непрерывный спектр электромагнитных волн. ИК-микроскоп, в состав которого включена тепловизионная камера, воспринимая инфракрасное излучение от пластины с чипами ИС, формирует их тепловое изображение. Среднее температурное разрешение тепловизионных систем в настоящее время достигает 0,1К, поэтому наличие даже небольшого перегрева будет проявляться в инфракрасном изображении.
В качестве примера фотографии, полученные с помощью ИК-микроскопа, иллюстрируют фрагменты тепловых изображений пластин со сфомированными на них солнечными элементами при пропускании тока через токоведущие шины.
Использовались также методы Фурье-спектроскопии для измерения спектральных характеристик пленочных покрытий для достижения высоких поглощающих свойств пленок SiNx и эллипсометрия с целью изучения деформаций, возникающих в мембранных структурах в процессе их изготовления.

© Ренат З. Хафизов, 2017