Master's Thesis

Study on the behavior of heavy metals in gettering multilayers

Final Thesis 3.56 MB

Author of thesis: Ing. Leoš Gretz

Acad. year: 2009/2010

Supervisor: doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Reviewer: Ing. David Lysáček, Ph.D.

Abstract:

This thesis is devoted to the behavior of heavy metals in gettering multilayers made of polysilicon and silicon oxide.

Keywords:

Si wafer, contamination, SIMS, depth profiling

Date of defence

16.06.2010

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaEznamka

Grading

E

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Sciences in Engineering (N3901-2)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (M-FIN)

Composition of Committee

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
doc. RNDr. Josef Kuběna, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Značná část diplomové práce se zabývá teoretickými aspekty getrace kovů a jejich difuze v křemíkových deskách. Dále je popsán princip metody SIMS. V praktické části práce jsou analyzovány a diskutovány hloubkové profily mědi v mulivrstvách polySi/SiOx a ve vrstvách tvořených pouze polySi. Musím konstatovat, že měření hloubkových profilů mohla být provedena pro více variací parametrů žíhání, pak by bylo možné vyvodit relevantnější závěry z měřených dat. Bohužel vzhledem k obtížné komunikaci a nedostatečně aktivnímu přístupu diplomanta se nepodařilo změřit větší množství hloubkových profilů mědi v těchto getrujících vrstvách. I přes tyto výhrady k úplnosti měření doporučuji tuto práci k obhajobě, ale navrhuji ji hodnotit stupněm D.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání D
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod D
Vlastní přínos a originalita D
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry E
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis D
Práce s literaturou včetně citací C
Samostatnost studenta při zpracování tématu E

Grade proposed by supervisor: D

Reviewer’s report
Ing. David Lysáček, Ph.D.

Tématem předložené diplomové práce je studium chování těžkých kovů v getrujících multivrstvách. Práce je rozdělena do čtyř kapitol. V první kapitole jsou popsány základní aspekty negativního vlivu kontaminace těžkými kovy při výrobě polovodičových součástek a principy getrace. Ve druhé kapitole se autor věnuje popisu difuze pomocí Fickových zákonů a difuzi v křemíku. Třetí kapitola je věnována popisu fyzikálním základům metody SIMS. Poslední, čtvrtá, kapitola tvoří praktickou část práce a popisuje provedení a vyhodnocení dvou experimentů.
Teoretická část práce je bez podstatných nedostatků. Oceňuji zejména snahu autora o pochopení principů getrace. Ve třetí kapitole, kde se autor věnuje popisu analytické metody SIMS, bych očekával bližší popis funkce kvadrupólového analyzátoru používaného pro hmotnostní separaci sekundárních iontů. Kvadrupólový hmotnostní analyzátor tvoří nedílnou součást použité aparatury SIMS a popis základních fyzikálních principů funkce analyzátoru v práci chybí.
Praktická část práce je krátká. Z celkového počtu cirka 60-ti stran je vyhodnocení experimentů věnováno pouze 15 stran. V experimentu č. 1 jsou uvedeny výsledky měření hloubkových profilů v multivrstevnatých strukturách. Tyto výsledky jsou samy o sobě velmi cenné. V experimentu č. 2 jsou uvedeny výsledky z měření hloubkových profilů ve vrstvách polykrystalického křemíku. Zde bych ocenil zejména konstrukci žíhací pece, která umožnila homogenní ohřev vzorku v ochranné atmosféře a řízené chladnutí. U obou experimentů bych uvítal obsáhlejší interpretaci výsledků a širší diskusi.
Celkový dojem z práce je rozporuplný. Jsou uvedeny cenné výsledky, které by zcela jistě bylo možné publikovat. Na druhou stranu interpretace výsledků a diskuse neodpovídá kvalitě výsledků samotných a snižují celkovou hodnotu práce. Nabyl jsem dojmu, že práce byla "ušita horkou jehlou" a myslím, že autor nevěnoval dostatek času konzultacím a diskusím nad výsledky. V textu je množství nepřesných vyjádření (viz. připomínky k textu). Z výše uvedených důvodů hodnotím práci stupněm C.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita D
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry D
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. " V uvedených hloubkových profilech není zřejmé, kde je zkoumaná vrstva a kde substrát. Zejména u profilů prosté polykrystalické vrstvy by bylo vhodné to zřetelně označit. " V popiscích obrázků hloubkových profilů často chybí sloveso: "během několika desítek sekund byly zchlazeny na 500°C". " V celém textu se občas vyskytují věty bez návaznosti na další text. Např. v úvodu je vložena věta: "Getrační technika využívající oxidových precipitátů v objemu desky se nazývá intrinsická getrace." je sice sama o sobě pravdivá, ale bez logické návaznosti na předchozí či další text. " V textu je množství nepřesných vyjádření, např.: o (str. 7, odst. 1) "Takováto křemíková deska obsahující integrovaný obvod se nazývá čip." o (str. 7, odst. 1) Značení typu vodivosti a krystalografické orientace desky pomocí fazet se již delší dobu nepoužívá.
  2. o (str. 39, odst 2) V první větě "Elektronově srážkový.." chybí sloveso. o (str. 25, odst. 2) "Ed je energie pro informaci o bodové poruše" je nevhodná formulace. o Intrinsická getrace není tvořena precipitáty železa, jak je uvedeno na str. 15. o Na str. 29 je uvedeno, že Js je proud sekundárních iontů, vzápětí je Js definováno jako intenzita sekundárních iontů. " V popisu experimentů není uvedeno, jak byla měď deponována na vzorky. " Malý rozdíl mezi signálem ve vrstvě a v objemu desky není možné u vrstvy s převážně segregační getrací vysvětlovat pomalým zchlazením.
  3. U obhajoby prosím o vysvětlení základního fyzikálního principu hmotnostní separace iontů kvadrupólovým analyzátorem.

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová