学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

超声表面波（LSAWs）法表征low-k薄膜杨氏模量的快速实现

作　者: 刘亚亮
导　师: 肖夏
学　校: 天津大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 低介电常数超声表面波杨氏模量频散曲线图形化界面
分类号: TN407
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 17次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在过去的几十年间,集成电路的集成度依循摩尔定律呈指数规律升高,特征尺寸不断减小。现阶段,互连线的RC延迟已经远超过门延迟,成为影响电路性能和速度的关键。为降低RC延迟,低介电常数(low-k)介质的研究已成为微电子领域的重要课题,而低介电常数往往伴随着较低的机械强度,极大影响了low-k材料作为互连线间介质的应用。本课题采用激光激发表面波(Laser-generated Surface Acoustic Waves,LSAWs)方法检测low-k材料的杨氏模量值,与传统的纳米压痕法相比较,这一检测技术具有准确、快速、无损伤等优点,适合于对超薄、低硬度、非致密薄膜材料进行在线检测。LSAWs方法检测杨氏模量时,采用激光照射low-k薄膜-衬底结构样片激发表面波信号并对其进行检测和采集,依据表面波在分层介质上传播时发生频散的特性,计算出它的频散特性曲线。同时根据已建立的薄膜-衬底理论模型,计算对应不同杨氏模量值时的理论频散曲线,并通过匹配得到理论计算与实验频散曲线最为接近时对应的杨氏模量值,从而获得薄膜的实际参数。本课题组通过对实验系统的优化,能够获得信噪比超过10:1的表面波信号,对表面波信号进行滤波处理后,可以计算得到平滑、变化趋势正确的实验频散曲线,在多次实验中取得很好的重复性。并设计编写了能够快速、准确查找与实验曲线最为接近的理论频散曲线的匹配程序,从而计算出杨氏模量值。为实现在线检测,还制作了操作简单,直观的图形化界面。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-17
  1.1 Low-k材料  7-11
    1.1.1 Low-k材料现状  7-8
    1.1.2 重要low-k材料介绍  8-10
    1.1.3 Low-k薄膜结构和性能表征  10-11
  1.2 Low-k薄膜杨氏模量的表征方法  11-16
    1.2.1 超声表面波方法概述  11-12
    1.2.2 LSAWs与纳米压痕法比较  12-14
    1.2.3 LSAWs与椭偏测孔仪法比较  14-16
  1.3 小结  16-17
第二章表面波频散曲线的理论研究  17-25
  2.1 薄膜参数对频散曲线的影响  17-19
  2.2 表面波沿[100]晶向传播特性  19-21
  2.3 双层膜材料的频散特性研究  21-23
  2.4 小结  23-25
第三章 SAWs信号的激发与检测  25-34
  3.1 表面波的激发  25-28
    3.1.1 激发表面波的实验方法  26-27
    3.1.2 激光聚焦线对表面波的影响  27-28
  3.2 表面波的检测  28-33
    3.2.1 压电探测器制作  28-30
    3.2.2 表面波信号的检测  30-32
    3.2.3 实验中存在的影响因素  32-33
  3.3 小结  33-34
第四章实验信号处理  34-43
  4.1 表面波信号的处理过程  34-39
  4.2 实验频散曲线分析  39-40
  4.3 理论计算与实验频散曲线的匹配  40-42
  4.4 小结  42-43
第五章杨氏模量的匹配求值方法  43-50
  5.1 杨氏模量的求值算法  43-46
  5.2 快速匹配算法介绍  46-49
  5.3 小结  49-50
第六章图形用户界面设计  50-57
  6.1 Matlab的GUI界面简介  50-51
  6.2 利用向导GUIDE创建GUI  51-52
  6.3 LSAWs方法的图形化界面设计  52-56
  6.4 小结  56-57
第七章总结与展望  57-59
参考文献  59-62
发表论文和参加科研情况说明  62-63
致谢  63

超声表面波（LSAWs）法表征low-k薄膜杨氏模量的快速实现

内容摘要

全文目录

相似论文