Разработка технологии химического синтеза из газовой фазы тонкопленочных материалов, обеспечивающих создание структур для устройств памяти.

Разработаны технологические стадии процесса синтеза нанокластеров германия на поверхности двуокиси кремния, ключевой стадией которых является импульсное низкоэнергетическое воздействие собственными ионами в процессе осаждения германия на SiO(2). Ионное воздействие способствует зарождению новой фазы, что невозможно по механизму термической активации. Полученные структуры соответствуют ультрамалым нанокластерам германия со средним размером 5 нм при поверхностной плотности нанокластеров более 5х1011 см-2.
Разработаны технологические процессы, технологические инструкции и маршрутная карта на химический синтез из газовой фазы тонкопленочных материалов: слоев рутения, меди, двуокиси гафния, карбонитрида кремния, необходимых для изготовления устройств ФЛЭШ - памяти

1. Предмет и цель работы.

….Разработка технологии осаждения из летучих комплексных и элементоорганических соединений диэлектрических пленок рутения и меди, диоксида гафния, карбонитрида кремния и формирования слоев нанокластеров Ge (квантовых точек), встроенных в диэлектрик для создания образцов устройств памяти.

2. Методология проведения работы.

  Оптимизация процессов синтеза диэлектрических пленок выбором температуры осаждения - (300-500)0С, температуры источника вещества-предшественника – (100-150)0С и скорости потока газов – носителей (20-100) см3/мин.; оптимизация процессов формирования структур с квантовыми точками Ge - выбором температуры осаждения (250-300)0С и величины молекулярного потока (0.1-0.15) монослоев Ge/сек.

3. Результаты работы.
Пленки рутения и меди, диоксида гафния, карбонитрида кремния, структура запоминающая с нанокластерами Ge, встроенными в диэлектрик.
Комплекты ТД (ВТД, МК, ТИ, ТУ) на изготовление структур: нанокластеры Ge/SiO2, выращенные методом осаждения в сверхвысоком вакууме; HfO2/Si, выращенная методом газофазного химического осаждения; Cu/рутений/Si, выращенная методом химического осаждения из газовой фазы; SiCxNy/Si(100), выращенная плазмохимическим разложением гексаметилдисилазана; структура запоминающая с нанокластерами Ge, выращенная методом осаждения в сверхвысоком вакууме.

Область применения результатов.

- Изготовление электрически перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств (ЭППЗУ или ФЛЭШ) для вычислительной техники.

5. Выводы.

  Разработанные технологические процессы синтеза и осаждения диэлектрических пленок и структур обеспечивают достижение параметров заданных ТЗ и дают результаты на уровне мировых.

АННОТАЦИЯ
работ, выполненных на отчетном этапе .№3 проекта по теме:
«Разработка технологии химического синтеза из газовой фазы тонкопленочных материалов, обеспечивающих создание структур для устройств памяти» (III очередь)
(Шифр «ИН-13.3/003»)
по Государственному контракту от «04» июля 2005 г. № 02.435.11.2012
и дополнительному соглашению от «20» марта 2006 г. № 1.

1. Предмет и цель работы.
….Разработка технологии осаждения из летучих комплексных и элементоорганических соединений диэлектрических пленок диоксида гафния, карбонитрида кремния, пленок рутения и меди, и формирования слоев нанокластеров Ge (квантовых точек), встроенных в диэлектрик для создания образцов устройств памяти - электрически перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств ЭППЗУ (или ФЛЭШ).

2. Методология проведения работы.
  Оптимизация процессов химического синтеза и осаждения диэлектрических (диоксида гафния, карбонитрида кремния), металлических (алюминия, меди, рутения) и полупроводниковых (германия, кремния) пленок путем выбора температуры источника вещества-предшественника, температуры осаждения, скорости потока газа – носителя, плотности молекулярного потока осаждаемого вещества.

3. Результаты работы.
Представлен научно-технический отчет; отчет о патентных исследованиях по отбору технических решений в отношении объектов техники; комплекты РТД (ВТД, МК, ТИ, ТУ) на изготовление диэлектрических пленок диоксида гафния и карбонитрида кремния и технологию формирования слоев нанокластеров германия, встроенных в диэлектрик.
  Изготовлены макеты и опытные образцы ЭППЗУ на основе структур Al/SiO2/нанокристаллы Ge/SiO2/Si и Al/HfO2/ нанокристаллы Ge/SiCxNy/SiO2/Si с импульсом перепрограммирования длительностью до 10 мс, амплитудой до 10 В и окном памяти до 3 В.

4. Область применения результатов.
  Разработанные технологические процессы химического синтеза диэлектрических пленок и формирования нанокристаллов германия, встроенных в диэлектрик, будут использованы при разработке опытно-конструкторской документации производства быстродействующих ЭППЗУ для вычислительной техники, а также устройств массового сбыта – электронных паспортов, банковских карточек, мобильных телефонов, плееров, цифровых фотоаппаратов, видеокамер. Это открывает возможность выхода РФ на гражданский рынок востребованной конкурентоспособной наукоемкой высокотехнологичной электронной продукции в настоящее время закупаемой за рубежом.

5. Выводы.
  Разработанные технологические процессы синтеза диэлектрических, полупроводниковых и металлических тонких пленок обеспечивают возможность изготовления ЭППЗУ с параметрами заданными ТЗ и дают результаты на уровне мировых.

Исполнитель:
Ректор Томского госуниверситета
_______________ Г.В. Майер

Руководитель работ:
Руководитель Научного Управления
_______________ И.В. Ивонин
«26» октября 2006 г.