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Enregistrement W3185843700 · doi:10.1149/ma2021-0121857mtgabs

Stress Engineering of Dielectric Films on Semiconductor Substrates

2021· article· en· W3185843700 sur OpenAlexaff
Brahim Ahammou, Aysegul Abdelal, Solène Gérard, Christophe Levallois, Peter Mascher, Jean-Pierre Landesman

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueSemiconductor materials and devices
Établissements canadiensMcMaster University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMaterials scienceDielectricResidual stressPlasma-enhanced chemical vapor depositionThin filmAmorphous solidOptoelectronicsSemiconductorRefractive indexBand gapComposite materialWaferEllipsometryChemical vapor depositionNanotechnologyCrystallography

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Dielectric thin films deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) have been extensively studied over the last decades due to their interesting optical and electrical properties besides their many applications in microelectronic and optoelectronic devices. Recently published studies have shown the impact of the mechanical properties of amorphous dielectric films on semiconductor substrates [1]. In strain engineering, stressed films are used to control on demand the physical properties of semiconductors at the surface such as bandgap energy, dielectric constant, and refractive index. We aim to study in this work how to control the distribution of the strain field beneath a dielectric film and how the changing of the residual stress affects the physical properties of the dielectric film itself. We deposited hydrogenated amorphous silicon nitride a-SiN:H films on Si, InP, and GaAs substrates using a capacitively coupled plasma reactor CCP-PECVD with a radiofrequency (RF) power at 13.56 MHz.The a-SiN:H films were deposited at 280 °C, with a thickness of approximatively 500 nm, using a SiH4/NH3/N2/Ar precursor mixture. The RF power injected into the plasma allows a tunable residual stress and a wide range of built-in stress, from tensile (+ 300 MPa) to compressive (– 400 MPa). To evaluate the residual stress in our deposited thin films, we used the standard method of wafer curvature measurements. The thickness and the refractive index were characterized by variable angle spectroscopic ellipsometry (VASE). The determination of Young’s modulus and hardness of the a-SiN:H films was performed by nanoindentation. We noticed that the adjustment of the residual stress leads to the modification of the film in terms of optical and mechanical properties. In order to investigate the deformation induced in the semiconductor, an understanding of the semiconductor mechanical behavior on a microscopic scale is required. Thus, we performed a detailed investigation of the effect of strain on the degree of polarization (DOP) of the photoluminescence signal on direct bandgap substrates [2]. After examining the DOP profiles beneath the film, it is interesting to note that the anisotropic deformation extends to significant depths (~ 8 µm), as illustrated in figure 1, while the horizontal distribution of the stress can propagate beyond the edge of the sample by a few microns (see figure 2). The confinement of light in some photonic devices such as photoelastic planar waveguides can be achieved by a photo-elastic effect in semiconductor using stressed dielectric films [3]. [1] S. Gérard et al., “Photoluminescence mapping of the strain induced in InP and GaAs substrates by SiNx stripes etched from thin films grown under controlled mechanical stress,” Thin Solid Films, vol. 706, p. 138079, Jul. 2020, doi: 10.1016/j.tsf.2020.138079. [2] D. T. Cassidy, C. K. Hall, O. Rehioui, and L. Bechou, “Strain estimation in III-V materials by analysis of the degree of polarization of luminescence,” Microelectron. Reliab., vol. 50, no. 4, pp. 462–466, Apr. 2010, doi: 10.1016/j.microrel.2009.11.003. [3] P. A. Kirkby, P. R. Selway, and L. D. Westbrook, “Photoelastic waveguides and their effect on stripe-geometry GaAs/Ga 1-xAlxAs lasers,” J. Appl. Phys., vol. 50, no. 7, pp. 4567–4579, Jul. 1979, doi: 10.1063/1.326563. Figure 1

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,003

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,212
Écart entre enseignants0,199 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2021
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