Звіт по науково-дослідній роботі. Євтух Анатолій Антонович. Дослідження та розробка іонно-плазмових технологій формування кремнієвих нанокомпозитів при введенні домішок, що стимулюють процеси самоорганізації.

Реєстраційний номер

0214U008905, 0110U006270 , Науково-дослідна робота

Назва роботи

Дослідження та розробка іонно-плазмових технологій формування кремнієвих нанокомпозитів при введенні домішок, що стимулюють процеси самоорганізації.

Назва етапу роботи

Керівник роботи

Євтух Анатолій Антонович,

Дата реєстрації

10-12-2014

Організація виконавець

Інститут фізики напівпровідників імені В.Є.Лашкарьова НАН України

Опис етапу

Мета проекту: Дослідження та розробка іонно-плазмової технології формування кремнієвих нанокомпозитів при введенні домішок стимулюючих самоорганізацію однакових за розмірами кремнієвих нанокристалів в діелектричних матрицях для їх використання в наноелектроніці та оптоелектроніці. В результаті виконання проекту отримані наступні основні результати: 1. Розроблена іонно-плазмова технологія відтворюваного формування тонких збагачених кремнієм плівок SiOx (х<2) з різним наперед заданим вмістом надлишкового кремнію. Вміст плівок SiOx задається співвідношенням газів O2/Ar в процесі іонно-плазмового розпилення кремнієвої мішені. 2. Встановлені основні закономірності процесів самоорганізованого формування нанокластерів Si в діелектричній матриці SiO2 в результаті високотемпературного відпалу. Змінними параметрами термічного відпалу були температура (Т=800 - 1100 С) та газове середовище (Ar, N2). Показано, що при температурах відпалу 800-1000 С не відбувається повного фазового розділення в плівках SiOx, вони складаються з фаз SiOx, SiO2 та кремнію, вміст яких залежить від температури відпалу і початкового значення індексу стехіометрії х. 3. Розроблена іонно-плазмова технологія відтворюваного формування тонких плівок оксинітриду кремнію (SiхOyNz) з різним вмістом кремнію. Вміст плівок SiхOyNz задається співвідношенням газів O2/N2/Ar в процесі іонно-плазмового розпилення кремнієвої мішені. 4. Встановлені залежності розмірів нанокристалів, їх поверхневої густини та складу діелектричної матриці від параметрів технологічних процесів іонно-плазмового розпилення та високотемпературного відпалу. 5. Встановлені основні механізми електронного транспорту та накопичення заряду в плівках SiOx та SiO2(Si) і багатошарових структурах на їх основі. Основним механізмом електронного транспорту через нанокомпозитні плівки SiO2(Si) є стрибковий механізм зі змінною довжиною стрибка (механізм Мотта). Виявлені від'ємна диференційна ємність, та залежність максимальної ємності МДН структури з плівкою SiO2(Si) від частоти тестуючого сигналу та швидкості розгортки лінійної напруги в режимі акумуляції приповерхневої області напівпровідника. Із зменшенням частоти тестуючого сигналу та збільшенням швидкості розгортки лінійної напруги, величина максимальної ємності МДН структури збільшується. 6. Встановлено, що отримані іонно-плазмовим методом плівки SiO2(Si) в МДН структурах є ефективним середовищем для накопичення заряду і можуть бути використані в елементах енергонезалежної нанокристалічної пам'яті.

Опис продукції

Отримані прнинципово нові наукові дані про властивості і параметри нанокластерних композитів на основі кремнію осаджених методом іонно-плазмового розпилення

Автори роботи

Євтух Анатолій Антонович
Братусь Олег Леонідович
Кизяк Анатолій Юрійович
Педченко Юрій Миколайович

Додано/оновлено в НРАТ

2020-04-02