LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Фізико-технологічні основи електронно-йонних методів створення наноструктур функціональних елементів для НВІС


НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ “КПІ”









ВЕРБИЦЬКИЙ ВОЛОДИМИР ГРИГОРОВИЧ




УДК 621.382.621.3.049.77








ФІЗИКО-ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЕЛЕКТРОННО-ЙОННИХ МЕТОДІВ СТВОРЕННЯ НАНОСТРУКТУР ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ДЛЯ НВІС






Спеціальність 05.27.01 -твердотільна електроніка







АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук














Київ - 2003

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Державному підприємстві НДІ мікроприладів

Науковий консультант - доктор технічних наук, професор

Денбновецький Станіслав Володимирович,

Національний технічний університет України “КПІ”,

завідувач кафедри електронних приладів та пристроїв .

Офіційні опоненти – доктор технічних наук., член.кор. НАНУ, професор

Войтович Ігор Данилович,

Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАНУ,

завідувач відділом .


доктор фізико-математичних наук, професор,

Чайка Василь Євгенович,

Національний технічний університет України “КПІ”,

професор кафедри електронних приладів та пристроїв.


доктор технічних наук, професор,

Політанський Леонід Францевич,

Чернівецький державний університет

голова правління ВАТ “Гравітон” (м. Чернівці).

Провідна установа – Харківський національний технічний університет радіоелектроніки

(м. Харків).


Захист відбудеться 27.10.2003р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.002.08 Національного технічного університету України “КПІ” Міністерства науки і освіти України за адресою: 03056, м. Київ, пр. Перемоги, 37, навчальний корпус 12, ауд. 114


З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці НТУУ “КПІ” за адресою: 03056, м. Київ-56, пр. Перемоги, 37.


Автореферат розісланий 25.09.2003р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д.26.002.08

канд. техн. наук, професор Писаренко Л.Д.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. На сучасному етапі розвитку мікро- та оптоелектроніки за кожні півтора року проходить удвоєння кількості елементів на кристалі. Оцінки двадцятирічного періоду розвитку визначають, що до кінця 2012 року мінімальні розміри елементів будуть 13-35нм, а густина становитиме 14109 транзисторів на чип.

Досягти цього можна буде за рахунок удосконалення існуючих базових технологій та розробки нових, основаних на застосуванні електричного розряду в газовій фазі, що дасть змогу інтенсифікувати хімічну взаємодію плівкоутворюючих частинок за рахунок дисоціації та іонізації газів у плазмі, істотно розширити коло плівкових матеріалів. Крім того, поряд з такими важливими параметрами, як температура підкладки, швидкість конденсації плівок виникне ще один могутній інструмент керування її властивостями у вигляді йонів з контрольованою енергією, здатних впливати на поверхню шару, що росте за рахунок бомбардування.

Дослідженню формування плівок, отримуваних йонно-плазмовими методами присвячено велику кількість робіт. Однак у переважній більшості з них досліджуються часткові питання прикладного характеру. Фундаментальні дослідження формування плівок, що осаджуються різними йонно-плазменними методами практично відсутні. Відсутні математичні моделі, що дають змогу теоретично розрахувати відповідні параметри технологічного процесу. Відкритими залишаються такі питання, як оцінка енергетичного стану конденсованих атомів, визначення локальної температури і часу взаємодії їх з підкладкою.

З іншого боку майже не досліджено вплив енергетичної активації процесу конденсації плівок на електрофізичні властивості структур метал-діелектрик-напівпровідник (МДН), не досліджено зарядовий стан поверхні і деградацію активних областей транзисторів.

Виходячи з того, що традиційна транзисторна мікроелектроніка підходить до фізичних і технологічних меж, мають бути залучені інші фізичні принципи і технології, такі як використання матеріалів А3В5, аналогові, оптоелектронні, комунікаційні и другі підходи. В цих напрямках досліджень досягнуті значні результати, однак базовими основоположними напрямками розвитку є інтеграція нових елементів з МДН структурами.

В теперішній час відомі дві концепції розвитку інтегральної техніки: система на одному чипі та система на декількох чипах з оптичним зв`язком між ними. Великою проблемою можуть бути перехресні шуми при розміщенні на одному кристалі аналогових і цифрових пристроїв.

Принципово новим рішенням стає питання створення квантових процесорів. Із багатьох пропозицій найбільш життєвим вважається реалізація квантових обчислень на квантоворозмірних структурах., які можуть працювати при кімнатних температурах.

Таким чином, розробка теоретичних положень і досягнення практичних результатів по формуванню багатокомпонентних плівок йонними методами та реалізація на цій основі нанометрових елементів МДН структур і інтеграція їх з структурами на основі А3В5 є новим напрямком розвитку мікроелектроніки. Ці питання покладені в основу дисертаційної роботи, в якій вирішується науково-технічна проблема створення якісно нових інтегральних схем з покращеними характеристиками, що має важливе народно-господарське значення.

Мета і задачі дослідження.Метою роботи є розробка фізико-технологічних основ, аналітично-обчислювальних методик і експериментально-виробничих нанотехнологій для виготовлення напівпровідникових НВІС на нових багатокомпонентних матеріалах та створення на цій базі ряду якісно нових інтегральних схем для їх експлуатації в різних областях техніки. Досягнення поставленої мети зумовлювало вирішення таких задач:

  • Проведення комплексного аналізу фізико-технологічних основ існуючої технології виготовлення великих інтегральних схем і цілого ряду теоретичних і експериментальних досліджень, пов`язаних з переходом до нанорозмірів для розробок електронно-йонних методів створення наноструктур функціональних елементів НВІС.

  • Дослідження механізмів взаємодії йонів з поверхнею напівпровідників та впливу йонного стимулювання на епітаксію гетероструктур з`єднань А3В5 з металоорганічних сполук.

  • Аналіз гетерогенних термохімічних і теплофізичних процесів при йонному осадженні нанометрових плівок двухкомпонентних материалів.

  • Розробка математичних моделей йонно-плазмових процесів отримання наношарів силіцидів тугоплавких металів.

  • За допомогою сучасних методів просвічувальної, растрової електронної та атомно-польової мікроскопії, електронографії, рентгеноструктурного аналізу, Оже-масспектроскопії, мікрорентгено-спектрального аналізу, питомого опору вивчити вплив фізико-технологічних параметрів на структуру, склад та механічні властивості багатокомпонентних плівок нанометрових розмірів.

  • Вивчити вплив йонних процесів на конструктивно-топологічне проектування надвеликих інтегральних схем (НВІС).

  • Вивчити можливості застосування йонних технологій при інтеграції наноструктур А3В5 з кремнієвими ІС.

  • Розробити фізичні та конструктивно-технологічні основи створення білих світлодіодів і квантових процесорів, як функціональних приладів обробки великих масивів інформації.

    Методи дослідження. Робота базується на експериментальних дослідженнях сучасними фізичними та мікроаналітичними методами в умовах високотехнологічного виробництва наноструктур інтегральних схем на автоматичному обладнанні з контрольованим технологічним середовищем.

    Аналіз та узагальнення експериментальних результатів проведені з використанням методів і основних полож


  •