Химико-технологические основы низкотемпературного формирования межфазных границ раздела диэлектрик-проводник тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.18 ВАК РФ

выводы.

1. На основании принципов соответствия объемов структурных единиц полупроводника и сложного диэлектрика и термодинамических расчетов определены оптимальные по наименьшему количеству дефектов фазовые составы переходных границ раздела полупроводники А3В5, А2Вбанодные оксидные пленки (АОП). Ими являются для А3В5: ВА2ш0з/В2у03 и для А2В6: ВУ1/АпО(8)/ АпВУ1Оз.

2. С помощью кинетических и технологических исследований найдены пути получения оптимальных фазовых составов гомоморфных границ раздела многокомпонентный полупроводник-диэлектрик. Установлено, что существует зависимость между кристаллохимическим составом границы раздела, технологическими параметрами анодных процессов и электрофизическими свойствами формируемых тонкопленочных структур. Показаны предельные возможности жидкостных процессов, с точки зрения получения необходимых параметров гомоморфных границ раздела многокомпонентный полупроводник

3. По сформулированным условиям построения качественных границ раздела реализован замкнутый технологический микроцикл, заключающий в объединении процессов химической очистки/полировки поверхности полупроводника, формирования диэлектрического слоя в виде АОП с одновременным «залечиванием» дефектов границы раздела ионами галогенов и серы. Разработанная технология формирования МДП-структур на антимониде и арсениде индия внедрена в промышленность при изготовлении многоэлементных ИК-фотоприемников на рабочие температуры 80-120 К с пороговой чувствительностью 10"6-10"7 Вт.см"2.

4. При использовании принципов кристаллографического соответствия двумерных решеток полупроводника и функционального слоя обосновано применение халькогенидов в качестве активных диэлектрических пленок на бинарных и тройных полупроводниках с минимальным количеством дефектов на гетероморфных границах раздела.

5. Совершенствована технология молекулярного наслаивания (МН) для получения структур полупроводник-диэлектрик с улучшенными электрофизическими параметрами. Показано влияние фотонного воздействия (Я.=115-260 нм) на кинетику и механизм поверхностных процессов, заключающееся в более полном протекании хемосорбционных процессов, достижении более высокой воспроизводимости, стехиометрии формируемых слоев и снижении температуры.

6. Предложен и экспериментально подтвержден метод устранения деградационных эффектов, происходящих на границе раздела полупроводник А2Вб - диэлектрик. Метод заключается в том, что на поверхности исходного полупроводника формируется тонкий (2-10 нм) слой состава АпО(8), игракяции роль буферно-сопрягающей и химически стабильной фазы на границе раздела.

7. Создан замкнутый технологический микроцикл формирования структур на основе С(1хЩ1„хТе с использованием процесса МН, положенный в основу МДП-технологии многоэлементных фотоприемников, чувствительных в позволяет добиться предельных электрофизических параметров

АОП. изготавливаемых структур из-за невозможности полного исключения кислородных и углеродных примесей на поверхности подложки.

8. Разработана и использована двухмодульная высоковакуумная (-10"6 IIa) установка, позволяющая осуществить низкотемпературный (менее 473 К) замкнутый технологический микроцикл формирования структуры полупроводник-диэлектрик, включающий газофазные, фотонно-индуцированные процессы очистки и/или модификации поверхности полупроводника и нанесение диэлектрического слоя с in situ диагностикой состояния поверхности методом рентгено-фотоэлектронной спектроскопией (РФЭС). В условиях замкнутого высоковакуумного цикла экспериментально подтверждена зависимость соотношения размеров структурных единиц подложки и молекул реакционных газов к плотности быстрых ПС изготавливаемых структур. Указаны пути формирования границ раздела с параметрами, максимально приближенными к предельным.

9. Для разработки технологии очистки использованы различные газовые среды и ультрафиолетовые (УФ) источники, а также in situ мониторинг состояния поверхности, что позволило разработать процессы очистки поверхности полупроводников от углеродных и кислородных примссей до уровня -0,1 монослоя при температуре, не превышающей 373К. Исследован механизм начальных стадий формирования функциональных слоев на полупроводниках.

10. На основании экспериментальных данных установлено, что основные закономерности формирования границ раздела полупроводник-диэлектрик могут быть использованы для получения биосовместимых поверхностей полимеров. Разработаны технологические методы построения структур модифицированный полимер - кровь, включающие создание периодической структуры на поверхности некристаллической подложки в виде углеродных кластеров размерами 7-12 нм. Получены зависимости медико-технических параметров изготовленных структур от технологических условий модификации поверхности за счет обеспечения конкурентной адсорбции белков плазмы крови.

1. Алехин А.П., Белотелов C.B., Емельянов A.B. Проблемы формирования межфазных границ раздела на сложных полупроводниках. //Электронная техника. Сер.Микроэлектроника, вып.1(52), 1988, 32-38.

2. Алехин А.П., Егоркин В.В., Фоминых С.Н. О применимости диаграмм Пурбе к анализу фазового состава анодных оксидных пленок на антимониде индия. //Журнал физической химии, т.59, №8,1985,2085-2089.

3. Алехин А.П., Лаврищев В.П., Сорокин И.Н. Особенности анодирования бинарных полупроводников. // Сб. «Неорганические диэлектрики и пленки в микроэлектронике», М., МИЭТ, 1974,64.

4. Алехин А.П., Емельянов A.B., Комарец И.В. Исследование процесса анодирования антимонида индия в водных и безводных электролитах. //Электронная техника, сер.2. Полупроводниковые приборы, вып. 1,1976,29-30.

5. Алехин А.П., Бахтин П.А., Емельянов A.B. Некоторые аспекты анодирования полупроводников А3В5. //Спецэлектронная техника. Микроэлектроника, вып.2(33), 1978,68.

6. Алехин А.П., Байбатыров E.H., Емельянов A.B., Мамбетказиев Е.В. Способ определения индия и сурьмы. Авт.свид. №882146 от 25.06.1980.

7. Алехин А.П., Комарец И.В., Лаврищев В.П., Сорокин И.Н. Электролит для анодного окисления антимонида индия. Авт.свид.СССР №495971 от 22.08.1975.

8. Алехин А.П., Емельянов A.B., Лаврищев В.П. Электролит для анодного окисления полупроводников А3В5. Авт.свид.СССР №115710 от 5.05.1978.

9. Алехин А.П., Емельянов A.B. Электролит для анодного окисления А2 В^ . Авт.свид.СССР №198126 от 2.02.1984.

10. Алехин А.П., Емельянов A.B. Электролит для анодного окисления А3В5 Авт.свид.СССР №138511 от 4.01.1980.

11. Алехин А.П., Белотелов C.B., Емельянов A.B., Солдак Т.А. Электролит для анодного окисления InAs и его твердых растворов InAsxSbix. Авт.свид.СССР №225375 от 14.12.1985.

12. Алехин А.П., Емельянов A.B., Лаврищев В.П. Способ анодного окисления полупроводников в галогенсодержащих средах. Авт.свид. СССР №120403от 6.09.1978.

13. Алехин А.П., Емельянов A.B. Влияние галогенсодержащих добавок на свойства МДП-структур. //Тезисы докладов 8-ой Всесоюзной конференции по микроэлектронике, М., МИЭТ, 1978.

14. Алехин А.П., Емельянов A.B. Способ анодного окисления полупроводников А3В5. Авт.свид. СССР №133260 от 6.08.1979.

15. Алехин A.II, Емельянов A.B., Лаврищев В.П. Способ анодного окисления полупроводников. Авт.свид.СССР №149772 от 2.10.1980.

16. Алехин А.П., Емельянов A.B., Иванов Ю.Л., Кузьмичева Г.М., Лаврищев В.П. Способ изготовления структур диэлектрик тройной полупроводник А2Вб. Авт.свид.СССР №856328 от 14.04 1981.

17. Алехин А.П., Емельянов A.B., Давршцев В.П., Уфимцев В.Б. Принципы построения МДП-структур на полупроводниковых материалах А2Вб с узкой запрещенной зоной. //Труды Всесоюзной конференции «Физика материалов с узкой запрещенной зоной» Львов, 1980.

18. Алехин А.П., Васенков A.A., Емельянов A.B., Чегнов В.П., Чегаова О.И. Способ изготовления структур полупроводник А2Вб. Авт.свид.СССР №215338 от 1.02.1985.

19. Алехин А.П. Основы субмикронной технологии, М., изд.МИФИ, 1996.

20. Алехин А.П. Низкотемпературные процессы формирования тонкопленочных структур на различных подложках. //Труды 1-ой Всероссийской конференции «Химия поверхности и нанотехнолопш» (Хилово, Псковская обл., 1999 г.), 1999.

21. Алехин А.П. Молекулярное наслаивание перспективный метод в технологии микроэлектроники // Направленный синтез твердых тел, №3, 1992, 140-150.

22. Алехин А.П. Применение молекулярного наслаивания в технологии ИС. //Электронная промышленность №2,1990,с.З-6.

23. Аксенов B.C., Алехин A.II, Беликов А.П.,Борман В .Д., Недашковский Д.В Хмелев A.B. Исследование атомно-слоевой эпитаксии оксида кремния и возможности ее стимулирования излучением УФ-диапазона. Препринт №014-92, М„ МИФИ, 1992.

24. Алехин А.П., Хмелев A.B. Низкотемпературное молекулярное наслаивание тонких пленок Si02. // Поверхность, №10, 1996, 54-57.

25. Алехин А.П. Размышления над поверхностью. //Химия и жизнь, №12, 1994, 32-37.

26. Алехин А.П., Варламов О.И. Система напуска реагентов для установки молекулярного наслаивания. //Электронная промышленность, 1986, вып.6 (154), с.43-44.

27. Неволин В.Н., Фоминский В.Ю., Алехин А.П. Газофазные низкотемпературные УФ-индуцированные процессы для кремниевой технологии: очистка подложки, осаждение и отжиг тонких слоев. 4.1 //Известия ВУЗов. Сер. Микроэлектроника, №5,1998, с.69-85.

28. Aksenov V., Alekhin A., Belikov A., Borman V., Khemelev A. The investigation of atomic layer epitaxy of Si02 and possibility of its stimulation by UV-range irradiation. //International conference on advanced and lazer technologies, 1992, v.4, 8-11.

29. Алехин А.П., Боков Ю.С., Вьюков Л.А., Маркеев A.M., Неволин В.Н., Трутнев Н.Ф., Фоминский В.Ю. Радиационно-стимулированные процессы в технологии функциональных слоев и элементов ИС. //Электронная промышленность, №3,1992, 7-12.

30. Алехин А.П., Вьюков Л.А., Жиленко А.Н., Мазуренко С.Н., Маркеев А.М., Трутнев Н.Ф. Перспективы применения синхротронного излучения в технологии формирования функциональных слоев ИС. //Электронная промышленность, №11,1990, с.44-47.

31. Алехин А.П., Варламов О.И., Дрозд В.Е., Емельянов A.B. Способ осаждения сульфида цинка. Авт.свид.СССР №257406 от 1.07.1987.

32. Алехин А.П., Варламов О.И., Емельянов A.B. Способ формирования структуры диэлектрик антимонид индия. Авт свид.СССР №1309829 от 1.10.1885.