Научные основы и практические аспекты разработки технологии создания тонких полупроводниковых слоев кремния на изолирующих подложках применением процессов ионной обработки (15.08.2011)

Автор: Мустафаев Арслан Гасанович

Мустафаев Арслан Гасанович

научные основы и практические аспекты разработки технологии создания тонких полупроводниковых слоев кремния на изолирующих подложках применением процессов ионной обработки

Специальность: 05.27.06 - Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Новочеркасск 2011

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет» Министерства образования и науки РФ.

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор

Козырев Евгений Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Шерченков Алексей Анатольевич

доктор технических наук, профессор

Каргин Николай Иванович

доктор технических наук, профессор

Хасцаев Борис Дзамбулатович

Ведущая организация:

ФГОУ ВПО Национальный исследовательский технологический университет «Московский институт стали и сплавов» (г. Москва)

Защита состоится «27» октября 2011 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 212.304.09 в ГОУ ВПО “Южно-Российский государственный технический университет» по адресу: ул. Просвещения, 132, г. Новочеркасск, Ростовская область, 346428.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан “___” __________ 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

к.т.н., доцент Устименко В.И.

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Повышенный интерес к технологии изготовления структур кремний на изоляторе (КНИ) обусловлен возможностью улучшить такие характеристики интегральных схем, как быстродействие, предельная рабочая температура, радиационная стойкость. Благодаря уменьшению геометрических размеров, утечек, паразитных емкостей и повышению изоляционных параметров элементов также можно снизить потребление энергии. Кроме того, приборы на структурах КНИ можно применять в экстремальных условиях эксплуатации. Необходимо отметить, что КНИ- технология является одним из наиболее динамично развивающихся направлений полупроводникового материаловедения. Однако проблема обеспечения высоких электрофизических и функциональных параметров приборов, а также их радиационной стойкости и надежности в существенной мере определяется высокой дефектностью приборных слоев кремния. Для структур «кремний на сапфире» эта дефектность обусловлена, в частности, различием кристаллографического строения кремния и сапфира, а также автолегированием кремниевой пленки алюминием из сапфировой подложки до концентраций 1018- 1020 см-3. При формировании скрытого изолирующего слоя имплантацией в кремний ионов кислорода, высокая дефектность приборного и изолирующего слоев обусловлена повреждениями кристаллической решетки и различием температурных коэффициентов линейного расширения кремния и оксида.

В связи с этим особую актуальность приобретает решение проблемы по разработки способов и технологии получения качественных слоев кремния, обеспечивающих возможность формирования структур на изолирующих подложках с требуемым набором структурных и электрофизических параметров и позволяющих расширить область применения КНИ-структур и повысить надежность приборов на их основе.

Работа выполнена в соответствии с федеральными целевыми программами: «Электронная Россия» на 2002- 2006 годы; «Национальная технологическая база» на 2007- 2011 годы».

Цель работы состоит в выявлении закономерностей применения воздействия ионов и ионизирующих излучений, и разработке научно обоснованных принципов управления электрофизическими параметрами тонких слоев кремния на изолирующих подложках и границ раздела пленка-подложка.

Для достижения этой цели были сформулированы и решены следующие научно-технические задачи:

Исследовать влияние ионизирующего облучения на гетеро- и полупроводниковые структуры, изготовленные по различным конструктивно-технологическим вариантам.

Установить эффективность использования имплантации ионов для управления зарядовым состоянием и параметрами структур на подложках сапфира.

Определить возможность управления параметрами тонких кремниевых пленок на подложках сапфира, обработкой подложки ионами Si+, O+ и Ar+.

Установить взаимосвязь между параметрами процесса роста и характеристиками эпитаксиального слоя и определить возможность получения пленок кремния на сапфире заданного состава.

Определить технологические режимы воспроизводимого получения качественных пленок кремния на сапфировых подложках.

Разработать новые технологические способы изготовления структур на подложках сапфира с улучшенными параметрами.

Исследовать возможность получения КНИ-структур на основе окисленного пористого кремния.


загрузка...