Реєстраційний номер
0218U001946,
0118U004772
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Розробка нових технологічних принципів створення планарних композиційниих наноструктур на основі оксиду кремнію з реактивним імпедансом індуктивного типу
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Євтух Анатолій Антонович,
Дата реєстрації
26-12-2018
Організація виконавець
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова Національної академії наук України
Опис етапу
Звіт подається в одному томі і складає 88 сторінок, у тому числі рисунків 60, таблиць 10, використаних джерел 48, додатків 1. Ключові слова: нанокристали кремнію, металеві включення, іонно-плазмова технологія, нанокомпозитні плівки, наноелектроніка. Мета проекту: Розробка фізико-технологічних принципів і ключових технологічних процедур формування планарних безвиткових наноструктур напівпровідник/SiO2 з реактивним імпедансом індуктивного типу на основі наногранулярних плівок оксиду кремнію, що містять наночастинки окислених перехідних металів або кремнію. В результаті виконання даної роботи була розроблена іонно-плазмова технологія осадження збагачених кремнієм плівок SiOx і плівок SiOx, що містять металеві включення (Fe, Al) та досліджені структурні і електрофізичні характеристики плівок SiOx та нанокомпозитних плівок SiO2(Si), SiO2(Si,Me) отриманих в результаті термічного відпалу. Отримані планарні безвиткові наноструктури на основі плівок SiOx(Fe) з реактивним імпедансом індуктивного типу. Встановлено, що використання технології іонно-плазмового розпилення в газовому середовищі O2+Ar дає змогу отримати тонкі плівки SiOx. Зміна співвідношення робочих газів O2/Ar приводить до керованої зміни вмісту Si у вихідній SiOx плівці при її отриманні. Ріст вмісту кисню в атмосфері осадження приводить до зменшення надлишкового кремнію в плівці SiOx і відповідного збільшення індексу стехіометрії х. Оптимізовані основні параметри технологічного режиму іонно-плазмового розпилення. Проведені комплексні дослідження структурних властивостей збагачених кремнієм плівок SiOx та нанокомпозитних плівок SiO2(Si), отриманих технологією IPS, за допомогою методів еліпсометрії, ІЧ та КРС -спектроскопії, АСМ мікроскопії, фотолюмінесценції, травлення, HRТЕМ та встановлені основні закономірності трансформації збагачених кремнієм плівок SiOx в нанокомпозитну плівку SiO2(Si), що містить НК Si в діелектричній матриці після високотемпературного відпалу. Встановлено вплив термічного відпалу на електропровідність плівок при їхній трансформації в нанокомпозитну плівку SiO2(Si). Введення домішки металів в плівки SiOx і SiOxNy призводить до збільшення провідності особливо в області малих полів (< 1 B). Вплив середовища відпалу (азот або аргон) на провідність плівок SiOx і SiOxNy , що містять металеві включення різниться і залежить від прикладеної напруги (поля) і температури вимірювання. Електропровідність плівки SiOxNy(Al) після відпалу в азоті менша ніж після відпалу в аргоні. Для плівки SiOx(Fe) навпаки, електропровідність після відпалу в азоті вища ніж після відпалу в аргоні. В композиційних плівках SiOx спостерігається ступенева залежність адміттанса від частоти типу закону Мотта для стрибкової провідності на змінному струмі. В композиційних плівках з включеннями металу частотна залежність провідності від частоти змінного струму змінюється не суттєво до 20 мГц. Починаючи з частоти більше 20 КГц і до ~1МГц спостерігається степенева залежність провідності де m~0,55 для алюмінієвих металевих включень і m~0,49-0,52 для металевих включень заліза. В структурі з плівкою SiOxNy(Al) переважає ємнісна складова, а в структурі з плівкою SiOx(Fe) реактивна складова імпедансу має індуктивний характер до частоти 1 МГц, потім переходить в ємнісний. Відпал композиційних плівок SiOx(Fe) на повітрі при температурах 773 - 873 К призводить до переважання в реактивній частини адміттанса при низьких частотах індуктивного вкладу над ємнісним. На підставі результатів проведеного вивчення впливу відпалу на повітрі на частотні залежності адміттанса і кута фазового зсуву композиційних плівок SiOx(Fe) виготовлені прототипи індуктивних елементів.
Опис продукції
Технологічні процеси виготовлення кремнієвих структур з нестехіометричною збагаченою кремнієм плівкою SiOx та композитних плівок SiO2(Si) та SiO2(Si,Me). Результати досліджень структурних характеристик плівок SiOx та SiO2(Si)
Автори роботи
Євтух Анатолій Антонович
Братусь Олег Леонідович
Кизяк Анатолій Юрійович
Семененко Микола Олександрович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
