Фізико-технологічні основи електронно-йонних методів створення наноструктур функціональних елементів для НВІС

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ “КПІ”

УДК 621.382.621.3.049.77

ФІЗИКО-ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЕЛЕКТРОННО-ЙОННИХ МЕТОДІВ СТВОРЕННЯ НАНОСТРУКТУР ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ДЛЯ НВІС

Спеціальність 05.27.01 -твердотільна електроніка

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

ВЕРБИЦЬКИЙ ВОЛОДИМИР ГРИГОРОВИЧ

Київ - 2003

АНОТАЦІЯ

Вербицький В.Г. Фізико-технологічні основи електронно-йонних методів створення наноструктур функціональних елементів для НВІС .-Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.27.01 - Твердотільна електроніка. - Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2003р.

Дисертація присв`ячена встановленню загальних закономірностей та виявлення найважливіших фізичних факторів, відповідальних за формування складу і структури тонких плівок, що використовуються при виготовленні НВІС на основі кремнію та сполук А3В5. У роботі вирішено важливу фізико-технологічну проблему плівкового матеріалознавства, що дозволяє науково обгрунтовано підходити до вибору оптимального методу одержання наношарів і структур на їх основі з необхідними характеристиками. Показано, що умови, які визначають повну керованість властивостями плівок, є атомарний склад і регульована енергія частинок, що бомбардують поверхню росту. Отримані результати дозволяють прогнозувати характеристики плівок та наноструктур на їх основі і усвідомлено підходити до їхнього керування. Досліджнено вплив конструкторсько-технологічних та експлуатаційних чинників на топологію наноелементів, обгрунтовано їх застосування при виготовленні НВІС. Вирішено проблему твердотільної інтеграції кремнієвих і арсенід галієвих технологій і створення на їх основі принципово нових приладів для регістрації, обробки і передачі інформації.

Ключові слова: напівпровідникова інтегральна структура, термойонне осаджування, математичне моделювання, гетероструктури, плівкоутворюючі частини, транзистор, інтегральна схема, світлодіод.

АННОТАЦИЯ

Вербицкий В.Г. Физико-технологеские основы электронно-йонных методов создания наноструктур функциональных элементов для СБИС .-Рукопись

Дисертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.27.01 “Твердотельная электроника”. -Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт” , Киев, 2003г.

Дисертация посвящена установлению общих закономерностей и выявлению важнейших физических факторов, ответственных за формирование состава и структуры тонких пленок, используемых при изготовлении СБИС на основе кремния и соединений А3В5. В работе решена важнейшая физико-технологическая проблема твердотельной электроники, что дает возможность научно обосновано подходить к выбору оптимального метода получения нанослоев и структур на их основе с необходимыми характеристиками. Показано, что условия, которые определяют ионную управляемость свойствами пленок есть атомарный состав и регулируемая энергия частиц, которые бомбардируют поверхность роста. Полученные результаты позволяют прогнозировать характеристики пленок и наноструктур на их основе и сознательно подходить к их управлению. Исследовано влияние конструкторско-технологических и эксплуатационных воздействий на топологию наноэлементов, обосновано их использование при изготовлении СБИС. Решена проблема твердотельной интеграции кремниевых и арсенид-галиевых технологий и создание на их основе принципиально новых приборов для регистрации, обработки и передачи информации.

Ключевые слова: полупроводниковая интегральная структура, термоионное осаждение, математическое моделирование, гетероструктуры, пленочно создаваемые частички, транзистор, интегральная схема, светодиод.

ANNOTATION

Verbitsky V.G. Physical and technological bases of electronic-ion methods for building nanostructures of functional elements for the VLSI circuits. The manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of Dr. Sci. Tech. on a speciality of 05.27.01, “Solid-state electronics”. National technical university of Ukraine “Kiev politechnical institute”, Kiev, 2003.

The dissertation is devoted to definition of the general laws and revealing the major physical factors responsible for composition and structure of thin films used at manufacturing VLSI circuits on the basis of silicon and A3B5 compounds. In the given dissertation the major problem of solid state electronics is solved, it allows to optimize forming nanostructures. It is shown, that it is possible to operate properties of films varying atomic structure and energy of the particles bombarding a surface of the growth. The received results allow to predict characteristics of films and nanostructures and to operate their properties meaningly. Influence of the constructive, technological and operational performances on nanostructure topology is investigated and their use is proved at manufacturing VLSI circuits. Solitions of silicon and gallium arsenide integration problems are developed as for creation essentially new devices for information registration, processing and transmission.

Keywords: the semiconductor integrated structure, thermal-ionic deposition, heterostructure, transistor, integrated circuit, light emitting diode.

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Державному підприємстві НДІ мікроприладів Науковий консультант - доктор технічних наук, професор Денбновецький Станіслав Володимирович, Національний технічний університет України “КПІ”, завідувач кафедри електронних приладів та пристроїв .

Офіційні опоненти - доктор технічних наук., член.кор. НАНУ, професор Войтович Ігор Данилович, Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАНУ, завідувач відділом .

доктор фізико-математичних наук, професор, Чайка Василь Євгенович, Національний технічний університет України “КПІ”, професор кафедри електронних приладів та пристроїв.

доктор технічних наук, професор, Політанський Леонід Францевич, Чернівецький державний університет голова правління ВАТ “Гравітон” (м. Чернівці).

Провідна установа - Харківський національний технічний університет радіоелектроніки (м. Харків).

Захист відбудеться 27.10.2003р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.002.08 Національного технічного університету України “КПІ” Міністерства науки і освіти України за адресою: 03056, м. Київ, пр. Перемоги, 37, навчальний корпус 12, ауд. 114

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці НТУУ “КПІ” за адресою: 03056, м. Київ-56, пр. Перемоги, 37.

Автореферат розісланий 25.09.2003р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д.26.002.08 канд. техн. наук, професор Писаренко Л.Д.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На сучасному етапі розвитку мікро- та оптоелектроніки за кожні півтора року проходить удвоєння кількості елементів на кристалі. Оцінки двадцятирічного періоду розвитку визначають, що до кінця 2012 року мінімальні розміри елементів будуть 13-35нм, а густина становитиме 1410⁹ транзисторів на чип.

Досягти цього можна буде за рахунок удосконалення існуючих базових технологій та розробки нових, основаних на застосуванні електричного розряду в газовій фазі, що дасть змогу інтенсифікувати хімічну взаємодію плівкоутворюючих частинок за рахунок дисоціації та іонізації газів у плазмі, істотно розширити коло плівкових матеріалів. Крім того, поряд з такими важливими параметрами, як температура підкладки, швидкість конденсації плівок виникне ще один могутній інструмент керування її властивостями у вигляді йонів з контрольованою енергією, здатних впливати на поверхню шару, що росте за рахунок бомбардування.

Дослідженню формування плівок, отримуваних йонно-плазмовими методами присвячено велику кількість робіт. Однак у переважній більшості з них досліджуються часткові питання прикладного характеру. Фундаментальні дослідження формування плівок, що осаджуються різними йонно-плазменними методами практично відсутні. Відсутні математичні моделі, що дають змогу теоретично розрахувати відповідні параметри технологічного процесу. Відкритими залишаються такі питання, як оцінка енергетичного стану конденсованих атомів, визначення локальної температури і часу взаємодії їх з підкладкою.

З іншого боку майже не досліджено вплив енергетичної активації процесу конденсації плівок на електрофізичні властивості структур метал-діелектрик-напівпровідник (МДН), не досліджено зарядовий стан поверхні і деградацію активних областей транзисторів.

Виходячи з того, що традиційна транзисторна мікроелектроніка підходить до фізичних і технологічних меж, мають бути залучені інші фізичні принципи і технології, такі як використання матеріалів А³В⁵, аналогові, оптоелектронні, комунікаційні и другі підходи. В цих напрямках досліджень досягнуті значні результати, однак базовими основоположними напрямками розвитку є інтеграція нових елементів з МДН структурами.

В теперішній час відомі дві концепції розвитку інтегральної техніки: система на одному чипі та система на декількох чипах з оптичним зв`язком між ними. Великою проблемою можуть бути перехресні шуми при розміщенні на одному кристалі аналогових і цифрових пристроїв.

Принципово новим рішенням стає питання створення квантових процесорів. Із багатьох пропозицій найбільш життєвим вважається реалізація квантових обчислень на квантоворозмірних структурах., які можуть працювати при кімнатних температурах.

Таким чином, розробка теоретичних положень і досягнення практичних результатів по формуванню багатокомпонентних плівок йонними методами та реалізація на цій основі нанометрових елементів МДН структур і інтеграція їх з структурами на основі А³В⁵ є новим напрямком розвитку мікроелектроніки. Ці питання покладені в основу дисертаційної роботи, в якій вирішується науково-технічна проблема створення якісно нових інтегральних схем з покращеними характеристиками, що має важливе народно-господарське значення.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розробка фізико-технологічних основ, аналітично-обчислювальних методик і експериментально-виробничих нанотехнологій для виготовлення напівпровідникових НВІС на нових багатокомпонентних матеріалах та створення на цій базі ряду якісно нових інтегральних схем для їх експлуатації в різних областях техніки. Досягнення поставленої мети зумовлювало вирішення таких задач: обчислювальний нанотехнологія напівпровідниковий

Проведення комплексного аналізу фізико-технологічних основ існуючої технології виготовлення великих інтегральних схем і цілого ряду теоретичних і експериментальних досліджень, пов`язаних з переходом до нанорозмірів для розробок електронно-йонних методів створення наноструктур функціональних елементів НВІС.

Дослідження механізмів взаємодії йонів з поверхнею напівпровідників та впливу йонного стимулювання на епітаксію гетероструктур з`єднань А³В⁵ з металоорганічних сполук.

Аналіз гетерогенних термохімічних і теплофізичних процесів при йонному осадженні нанометрових плівок двухкомпонентних материалів.

Розробка математичних моделей йонно-плазмових процесів отримання наношарів силіцидів тугоплавких металів.

За допомогою сучасних методів просвічувальної, растрової електронної та атомно-польової мікроскопії, електронографії, рентгеноструктурного аналізу, Оже-масспектроскопії, мікрорентгено-спектрального аналізу, питомого опору вивчити вплив фізико-технологічних параметрів на структуру, склад та механічні властивості багатокомпонентних плівок нанометрових розмірів.

Вивчити вплив йонних процесів на конструктивно-топологічне проектування надвеликих інтегральних схем (НВІС).

Вивчити можливості застосування йонних технологій при інтеграції наноструктур А³В⁵ з кремнієвими ІС.

Розробити фізичні та конструктивно-технологічні основи створення білих світлодіодів і квантових процесорів, як функціональних приладів обробки великих масивів інформації.

Методи дослідження. Робота базується на експериментальних дослідженнях сучасними фізичними та мікроаналітичними методами в умовах високотехнологічного виробництва наноструктур інтегральних схем на автоматичному обладнанні з контрольованим технологічним середовищем.

Аналіз та узагальнення експериментальних результатів проведені з використанням методів і основних положень теорій напівпровідників та напівпровідникових приладів, термодинаміки, диференціального і інтегрального числення, математичного машинного моделювання, обчислювальної математики, програмування. Основні аналітичні результати якісно та кількісно корелюють з експериментальними даними.

Зв`язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота безпосередньо зв`язана з виконанням науково-дослідних та дослідно-конструкторських робіт, що проводились в НДІ мікроприладів, у тому числі: НДР “Комета-12”, НДР “Карта”, НДР “Контекст”, НДР “Контакт”, ДКР “Катран 11”, ДКР “Катран 11С”, ДКР “Катран 14”, ДКР “Копье”, ДКР “Копье 1В” та державних і комплексно-цільових науково-технічних програм, таких як “Програма розвитку конкурентоздатних напрямків мікроелектроніки в Україні” 1999-2002р., “Програма розвитку мікроелектроніки в Україні” 2001-2005р. “Програма розвитку фотоенергетики в Україні” 2001-2005р., а також в північно-східному інституті м. Шеньян (КНР) у виробі КР1830ВМ86.

Наукова новизна дисертації.

Сукупність результатів досліджень, проведених в даній дисертаційній роботі, є новий напрямок розвитку якісно нових інтегральних схем з покращеними характеристиками, наукова новизна яких полягає в тому, що вперше:

- досліджено механізми взаємодії йонів з поверхнею напівпровідників і встановлено, що бомбардування конденсату власними йонами знижує температуру силіцидоутворення за рахунок інтеграції по часу різних процесів обробки системи плівка-підкладка (йонна очистка, травлення, змішування, відпалювання);

- підраховано час взаємодії йону Ті (1000 еВ) з поверхнею речовин, який складає приблизно 5 10^-14 с, та оцінено миттєву температуру Т10⁵ С;

- розроблено математичні моделі йонно-стимульованого масопереносу та проведені теоретичні розрахунки формування тонкоплівкових шарів;

- розроблені і реалізовані конструктивно-технологічні рішення створення НВІС репрограмованих запам`ятовуючих пристроїв (РПЗП) і стійких процесорів по КМОН-технології, високовольтних ВІС комутаторів, однокристальних ЕОМ;

- показано роль йонного стимулювання при формуванні наноструктур А³В⁵ на кремнії по механізму іонізований пар-рідина-тверде тіло та при селективній епітаксії арсеніду галію в вікнах кремнієвих підкладок;

- запропоновано новий йонний спосіб одержання стабільних фаз твердих розчинів багатокомпонентних сполук А³В⁵ з квантовими ямами та крапками, на основі якого розроблено нові високоефективні гетероструктури білих світлодіодів та квантових нанопроцесорів.

Наукова і практична цінність роботи.

1. За результатами досліджень, розроблених математичних моделей, програм розрахунків і конструктивно-технологічних рішень впроваджено у виробництво отримання наноплівок мікросхем по КМОН технології серій КР1834ВМ86, КР1834ВВ51, УН5704ВЕ56.

2. Розроблені і впроваджені в виробництво на підприємствах України і Китаю технології формування наноелементів надшвидкісних процесорів, стійких до впливу зовнішнього випромінювання, прецизійних датчиків тиску, потужних НВЧ транзисторів, високовольтних КМОН ВІС, однокристальних ЕОМ.

3. Вирішена проблема твердотільної інтеграції кремнієвих структур з сполуками А³В⁵, що дає змогу поєднати на одному чипі вузли різного фінкціонального призначення в твердотільному інтегральному виконанні.

4. Розроблено конструкцію і технологію виготовлення білого світлодіода.

Розроблено конструкцію і технологію виготовлення квантового процесора

Новизна практичних розробок захищена патентами №57825 від 15.07.2003р., №49343А від 16.09.002р., №56359 від 15.05.2003р.

Практична реалізація результатів роботи. Отримані результати наукових і експериментальних досліджень впроваджені в ряді науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт (НДДКР) і виробів інтегральної техніки у Київському НДІ мікроприладів при проектуванні і виготовленні ВІС цивільного та спеціального призначення в рамках тематичних і виробничих планів інституту, в Північно-східному інституті мікроелектроніки м. Шеньян (КНР), у виробі КР1830ВМ86, в НДІ “Гелій” м. Вінниця, у виробі ГП905, ГП907, в СКТБ “Елемент”, м. Одеса, в прецизійних кремнієвих датчиках тиску.

Це дозволило:

вирішити проблему створення швидкодіючих мікросхем мікропроцесорного набору при збереженні радіаційної стійкості активних елементів нанометрових розмірів;

збільшити вихід придатних ВІС;

скоротити маршрут виготовлення схем пам`яті з енергонезалежним джерелом;

провести уніфікацію технологічних маршрутів виготовлення інтегральних схем;

розробити цілий ряд нових технологічних процесів.

Акти впровадження результатів роботи наведені в додатку.

Особистий внесок здобувача полягає в розробці нових теоретичних положень [1, 2, 7, 8, 11, 12], методик моделювання [9,15], розрахунку, проектування [10, 13, 16, 19, 20] та засобів виготовлення [25, 28] нового класу інтегральних схем. Більшість основних результатів досліджень [3-6, 14, 17 , 18, 24, 27], які лягли в основу розробки фізико-технологічних [7, 12, 21, 25, 26, 28, 29], схемотехнічних і конструктивно-технологічних рішень та ідей по їх інтерпретації і реалізації [21-23, 29] належать автору дисертації, як науковому керівнику і головному конструктору ряду НДДКР та міжгалузевих національних програм. Основна частина з них виконана і опублікована самостійно [1, 9, 11, 15, 25, 26, 28].

В теоретичних і експериментальних дослідженнях, виконаних в співавторстві, дисертант брав участь у постановці задач досліджень і визначенні методів їх рішення, виконанні теоретичних розрахунків, в проведенні вимірювань, аналізі та інтерпретації результатів. Автор брав безпосередню участь на всіх етапах впровадження у виробництво отриманих результатів і підготовці публікацій. Висновки і положення, що складають суть дисертації, сформульовані автором особисто.

Апробація результатів роботи. Основні результати дисертаційної роботи доповідалися і обговорювалися на науково-технічних конференціях і семінарах:

- V Міжнародному сімпозіумі по інформаційним дісплеям, м. Мінськ, 4-7 вересня 1996р;

- Міжнародній конференції “Оптоелектроніка і інформаційні технології” (Photonics ODS2000, м. Вінниця, 2000р.;

- Міжнародному сімпозіумі по тонким плівкам в електроніці, м. Харків, 23-27 квітня 2001р;

- VIII Міжнародній конференції по фізиці і технології тонких плівок , м. Івано-Франківськ, 2001р;

- Першій українській конференції по фізиці напівпровідників, м. Одеса, 10-14 вересня 2002р;

- Міжнародній конференції “Оптоелектроніка і інформаційні технології (Photonics ODS 2002) , м. Вінниця, 23-25 квітня 2002р.

Публікації. Результати дисертації опубліковано в 29 друкованих роботах, в тому числі 2-х монографіях, 3-х патентах на винаходи, 18 статтях в фахових і реферативних журналах (3 роботи опубліковано без співавторів), 3-х доповідях і 3-х тезах на науково-технічних конференціях.

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 5 розділів основних результатів, висновків, списка літератури та 4-х додатків. Повний обсяг дисертації складає 260 сторінок, у тому числі 70 рис., 12 таблиць, список з 130 джерел використаної літератури на 13 стор.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі охарактеризовано сучасний стан досліджуваної проблеми, подана загальна характеристика роботи, показана актуальність і доцільність проведення досліджень, описані об`єкти і методи досліджень, зв`язок роботи з науковими темами, наведено конкретні наукові результати і положення, які виносяться на захист, а також дані по впровадженню, апробації і публікації основних результатів.

Перший розділ присвячено аналізу процесів, що проходять в наногетерогенних структурах під час їх отримання та подальшого функціонування. Показано, що тонкі плівки з необхідними електрофізичними властивостями і низьким вмістом небажаних домішок можна отримати за допомогою йонного бомбардування конденсату під час його осадження. Використання йонного бомбардування в певних межах енергій дає можливість проводити очистку поверхні вирощуванної плівки від домішок, а йонностимулюване відпалення допомагає формувати наноструктури високої якості без використання надвисокого вакууму та високих температур. Покращення структури і електрофізичних властивостей конденсатів при йонному бомбардуванні проходить за рахунок одночасної дії ряду факторів, що мають місце в процесі формування плівок: десорбція і перерозподіл газових домішок, збільшення рухливості адатомів осаджуваного матеріалу, атомного змішування на межі плівка-підкладка, а також йонно-стимульованого відпалення.

Характерною моделлю впливу йонних процесів на формування плівок може служити технологія отримання наношарів силіцидів. Одним із перспективних матеріалів, отримуваних методом йонного бомбардування є силіцид титану.

Детальне вивчення механізму силіцидоутворення показує, що в значній мірі на цей процес має вплив тиск залишкової атмосфери, її склад та робоча температура. Експериментально встановлено, що в вакуумі 10^-5 10^-6 мм. рт. ст. та температурі 500-600С без йонного бомбардування силіциди не утворюються. Показано, що в таких вакуумно-температурних режимах реакції йдуть переважно з утворенням окислу. Для уникнення цього необхідно або на декілька порядків зменшити залишковий тиск, або суттєво збільшити робочу температуру (до 1000С і вище), що практично неможливо в умовах серійного виробництва. Ситуація різко змінюється, якщо силіцид формується термойонним методом, коли компоненти термічно випаровуються, а титан частково іонізується. При цьому бомбардування прискореними йонами приводить до виникнення в плівці локальних високотемпературних нанообластей (Т= 10⁵ К), а також значних (1Е) зміщень атомів з положення рівноваги, що приводить до руйнування кисневих структур та послабленню блокуючих процесів силіцидоутворення.

Для більш глибокого вивчення існуючої проблеми проведено аналіз гетерогенних термохімічних і теплофізичних процесів при йонному осадженні двокомпонентних плівок. В відповідності з загальними принципами термохімії для зміни вільної енергії зворотньої реакції окислення кремнію

<Si> + (O₂) < SiO₂ > запишемо зміну вільної енергії

F = F1 - F₂ ,

де F1 -вільна енергія реакції утворення речовини,

F₂ - вільна енергія початкових реагуючих компонент. З іншої сторони вираз для F має вигляд:

F = - RT lnK_p = - 4,576 lg K_p,

де K_p - константа рівноваги реакції.

В даному випадкуK_p = P_(O2),

де P_(O2), - тиск кисню, при якому реакція окислення кремнію і розкладу кисню знаходяться в рівновазі. Враховуючи, що вільна енергія створених чистих речовин в термохімічних розрахунках приймається рівною нулеві, для F можна записати

F = F_<SiO2> = 4,57 Т lg Р_(O2), , звідки

Використавши для знаходження F <SiO2> таблиці термохімічних даних, отримаємо:

Узагальнену залежність рівноважного тис-ку кисню від температури представлено на рис. 1 з якого видно, що при температурах Т 400 - 800 С і тиску Р 1,3 10^-5 - 6,7 10^-7 мм. рт. ст. буде йти реакція окислення Si (а також окислення Ті). Ці реакції будуть блокувати процес силіцидоутворення. Для того, щоб не було блокуючих явищ (або значно зменшити їх вплив), температуру необхідно підвищити принаймі до межі плавлення Si (1400 C), а тиск знизити до Р 10^-10 10^-12 мм. рт. ст.

Аналогічний результат можна досягнути шляхом бомбардування конденсованої плівки йонами металу. В цьому випадку, в місцях попадання йонів буде виникати висока нестаціонарна локальна температура, яка сприяє розпаду кисневих сполук, а також десорбції домішок і продуктів розпаду. Крім того, йонне бомбардування само сприяє вказаним вище процесам за рахунок розпилення.

З урахуванням ефективної маси і ефективного заряду атому суміші SiO₂ і TiO₂ у відповідності з формулою енергетичних витрат маємо

де N 5 10 ²² cм^-3 (атомна густина речовини).

Відповідно, для пробігу йону в речовині маємо

де E_io - початкова енергія йону титану (10-3 еВ).

Оскільки стала решітки речовини (наприклад Si) має величину 0,5 нм, то йон проникає в плівку на глибину порядка декількох атомних шарів.

Оцінимо час взаємодії йону титану (10^-3 еВ) з плівкою речовини за умови, що йон зупиниться повністю. Згідно з законом збереження кількості руху (відбиття, розсіювання в вільний простір і т.п. виключаються).

F t = MTi V ,

де F - сила тормозіння,

t - час тормозіння;

V - витрата йоном швидкості енергії від Eio до 0. Звідси:

Таким чином, в локальній області на поверхні плівки розміром 1,54 10^-7 см за час 5 10-¹⁴ с ( час приблизно рівний часу тепловим коливанням решітки) проходить “закачка” досить великої кількості енергії (10^-3 еВ). Якщо покласти, що КТ10^-3 еВ, а енергія Ф хімічного зв`язку SiO<sub>2</sub>, TiO<sub>2</sub>, а також фізичної (хімічної) адсорбції O<sub>2</sub>, O, H<sub>2</sub>, N, OH, CH та ін. не перевищує одиниць і навіть частини електронвольта, то ймовірність руйнування вказаних зв`язків і десорбції

W e ^-Ф/KT = 1- e ^-1/103 = 1.

Більш коректна оцінка локальної температури в зоні дії одинокого йону можлива при вирішенні рівняння теплопровідності з урахуванням усереднених теплофізичних характеристик. В нашому випадку при Q = 10^-3 eB = 0,38 10^-16 кал, часу t=5 10^-14 c отримали наступні результати

Т (0, 0, 0, t) = 112500 + Т₀ = 113050 C .

Т (0, 0, R_n/2 , t) = 8882,6 + Т₀ = 9432,6 C .

Т (0, 0, R_n , t) = 0,518 + Т₀ = 550,5 C .

Таким чином, в зоні взаємодії йону Ti з плівкою спостерігаються миттєві температури в декілька десятків тисяч градусів та значні градієнти температур. Слід зауважити, що в даному випадку мова не йде про температуру, як характеристику рівноважного термодинамічного процесу. Справа в тому, що використовується просторово-часовий інтервал (R _n 1,54 10^-7 см, t 5 10^-14 с) і значення температури (Т 10⁵ C ), при якій традиційні поняття теплопровідності, теплоємності, питомої ваги речовини і т.п., потребують корегування. Отримані температури в якійсь мірі характеризують лише енергетику поточних процесів, тому вищенаведені оцінки можуть бути використані лише для загальної орієнтації.

Із наведених вище розрахунків слідує, що в опромінюваній йонами Ti плівці під дією нестаціонарних температур і просторових температурних градієнтів реакції окислення можуть стати оберненими. З урахуванням рівняння руху усередненого атому мішені під дією точкового миттєвого удару визначено відхилення (амплітуду) цього атому від положення рівноваги, яка складає 1Е, що становить біля 30% періоду коливань кристалічної решітки і може призвести до розриву зв`язків і десорбції атому в навколишнє середовище.

Визначено енергію коливального руху атома, яка складає E=776 Ев = 12,46 10-¹⁰ ерг, що відповідає температурі ~10⁷ К і сприяє розриву зв`язків атома з середовищем плівки.

На основі комплексного вивчення енергетичного стану поверхні мішені за рахунок дії йонів конденсованої речовини проведено експериментальне дослідження електрофізичних властивостей плівок металів, кремнію та їх сполук, отриманих в умовах “промислового“ вакууму при бомбардуванні конденсату власними йонами. Встановлено, що об`ємний опір металу залежить від кількості атомів, що бомбардують плівку та їх енергій (рис. 2). Більш детальне вивчення сукупності параметрів і їх вплив на питомий опір плівки приводить до висновку, що V визначається за формулою

де _V0 - питомий опір об`ємного матеріалу I_V - йонний струм на підкладку під час конденсації; S - площа підкладки, що бомбардується; U_см - і величини напруги зміщення;

Uк = 0,7 - 1,2 нм/с, То = 290 - 1270 К,

Рост. = 4 10-6 мм рт. ст.

Узагальнений параметр об`єднує в собі основні, корелюючі між собою параметри термойонного осадження і дозволяє співставити опір плівок, отриманих в різних режимах йонного бомбардування. Існують деякі взаємо-зв`язані інтервали значень цих пара-метрів, при яких можливо створення металевих плівок з _{V V} мас.

Аналогічний взаємозв`язок параметрів досліджується при вирощуванні плівок епітаксіального Si із частково іонізованого пару кремнію на площину (III) монокристалу Si. Йонне бомбардування спонукає зменшенню “критичних” температур епітаксії так само, як і надвисокий вакуум і при певних умовах термойонного осадження епітаксійні рівноважної поверхневої температури і енергії атомів. Саме ступінь енергетичної активації (jU<sub>см</sub>, Т<sub>S</sub>, Ei) конденсованого матеріалу визначає його структуру, фазовий стан і властивості. Завдяки інтеграції по часу обробки різних процесів системи плівка-підкладка вдалось отримати плівки TiSi<sub>2</sub> з рекордно низьким об`ємним опором в умовах невисокого вакууму (10^-6 мм. рт. ст.) і низькій температурі попереднього підігріву підкладки Т₀ =500 C, без наступного високотемпературного відпалення.

Досліджено вплив йонної стимуляції на епітаксію гетероструктур А³В⁵ із метало-органічних сполук при зниженому тиску до 10^-2 мм. рт. ст. в умовах високочастотної плазми. При знижених температурах підкладки швидкість конденсації обмежується ефективністю розпаду гідридів V групи, тобто AsH₃ та PH₃.

В технології МОС VD гідриди розпадаються завдяки дії термічної енергії від нагрітої підкладки до 600-700 C. Використання енергії йонів плазми для розпаду гідридів дозволяє знизити температуру підкладки до 450 C. В цьому випадку теплова енергія підкладки необхідна лише для забезпечення на поверхні плівки рухливості атомів, при якій проходить зріст досконалої структури. Йонно-стимульована епітаксія крім формування більш різких профілів забезпечує зростання тройних, четверних та інших твердих розчинів з контрольованим складом, що особливо важливо для отримання квантово-розмірних і варізонних структур і для створення квантового процесору на основі багатокомпонентних напівпровідників А³В⁵.

Ця обставина разом з проведенними дослідженнями впливу йонно-стимульованих процесів на структуру металевих та багатокомпонентних плівок надає можливість створення більш досконалих конструкцій наноелементів для сучасних НВІС.

В другому розділі вирішуються задачі математичного моделювання йонно-плазмових процесів отримання наношарів силіцидів. В процесі формування конденсату проходять гомогенні і гетерогенні реакції, одночасна дифузія однієї або декількох компонент, створення однієї або декількох фаз, які можна розглядати як багатокомпонентну термодинамічну систему. Для більш детального розуміння суті створення силіцидних плівок при йонному бомбардуванні доцільно спочатку розглянути процес їх формування при високотемпературному відпаленні. Напилення на кремнієву підкладку тонких металевих плівок з наступним їх високотемпературним відпаленням в місці контакту метал-кремній приводить до дифузійного проникнення кремнію в титан, тантал, молібден, вольфрам та нікелю і кобальта в кремній і протікаючих при цьому хімічних реакціях гетерогенного типу, що супроводжується формуванням нової речовини - силіциду. Через створений шар силіциду в напрямку до міжфазних границь силіцид-метал і силіцид-кремній дифундують вільні атоми металу і кремнію, перетинаючи межу вступають в реакцію, що зумовлює подальше нарощування силіцидного шару. Експериментальні дослідженні показали, що при однаковій температурі відпалення можливо формування декількох фаз. В шарі кремнію по товщині фіксується деяка кількість вільного металу, умовно розділену на три зони в залежності від співвідношення концентрації атомів металу і кремнію в одиниці об`єму.

С_Me/C_Si >2;

1 < С_Me/C_Si >2;

С_Me/C_Si >1,

тобто в першій зоні найбільш ймовірне утворення Me₂Si; в другій - MeSi; в третій - MeSi₂; .

По досягненню температури, достатньої для формування фази Me₂Si _, формується тонкий шар силіциду Me₂Si, через який потім дифундують атоми вільного металу. Концентрація дифузанта на міжфазній границі не буде перевищувати деякого максимального для даного силіциду значення Cмах, відповідного граничній розчинності вільного металу в силіциді, що є функцією температури. В тім, зі збільшенням температури в загальній товщині силіцидного шару з`явиться спочатку моносиліцид MeSi, а потім дісиліцид MeSi<sub>2</sub>. Очевидно, що зі збільшенням температури відпалення покращуються умови виникнення більш високої фази в зв`язку з тим, що зростає кінетична енергія атомів дифузанту. В перехідних інтервалах температур існує дві і навіть три фази силіцидів. Формування тієї чи іншої фази закінчується, як тільки температура відпалення перевищує границю термічної стабільності даної фази. В інтервалах температур, де присутня тільки одна фаза (ізотропне середовище) можливе використання математичного апарату для приблизного кількісного і якісного аналізу формування йонних силіцидних плівок як при високотемпературному відпаленні, так і при йонному бомбардуванні.

При вирішенні задачі дифузії атомів металу в силіцидій плівці використовується перший закон Фіка, тоді по всій товщині шару в будь який момент часу встановлюється однорідний градієнт концентрації дифузанту:

де f (t) -деяка функція часу.

Згідно першому закону Фіка, потік атомів дифузанту через одиничну площу в одиницю часу визначається:



де D - коефіцієнт дифузії,

С-концентрація атомів дифундуючого металу в одиниці об`єму силіцидного шару.

Весь процес формування силіцидного шару можна розбити на три етапи.

Відпалення при постійній температурі Т₀ , при якій формується досліджувана фаза силіциду.

Підтримання постійного потоку дифузанту до поверхні протікання хімічної реакції за рахунок зміни температури відпалення згідно заданого закону.

Як і на етапі два підтримується постійною величина потоку дифузанта, при цьому встановлюється допустима концентрація атомів вільного металу в силіциді.

де і - визначаються експериментальним шляхом. Коефіцієнт дифузії має вигляд:

де: Е - енергія активації, R- газова стала, Т- температура відпалення, що підлягає визначенню за умови рівномірного потоку атомів дифузанту до межі розподілу. Тоді вираз для потоку:



де: хн - товщина силіцидного шару після завершення першого етапу відпалення; v(t) = j (t)/ с₀ - швидкість руху міжфазної межі силіцид-кремній; с₀ - концентрація атомів металу в хімічно зв`язаному стані.

Для випадку, коли t=t_н (закінчується перший етап):

(6), (7)

Скориставшись виразами (6) та (7) і визначенням потоку, знаходиться вираз для зміни температури другого етапу формування силіциду

Вираз (9)має зміст, коли В<1, тоді постійний потік jн =const можна підтримувати лише до тих пір, поки виконується умова В<1.

Третій період принципово нічим не відрізняється від другого, окрім того, що концентрація дифузанту на лівій межі силіцидного шару при х=0 змінююється по іншому закону:



де х_н - товщина силіцидного шару після завершення другого етапу відпалення,

с_н = с е -^{(/T + )} - концентрація дифузанту при х=0 в момент часу t=t_н - закінчення другого етапу відпалення.

Поклавши j (t) = j (t_н) =const, знаходимо зміни температури для третього етапу:

і має бути меншим за 1, тобто G<1.

Отримані співвідношення лягли в основу розробки математичної моделі формування силіциду при йонному бомбардуванні конденсованої плівки. Розглянуті особливості термойонного формування наношарів в залежності від того, яка дифузійна компонента превалює через формуємий шар силіциду: кремній чи метал. Істотною відмінністю від попередніх випадків є те, що енергія реакції метал-кремній здобувається за рахунок енергії конденсованих йонів металу, тобто енергетичний стан системи дещо відрізняється від стаціонарного теплового нагрівання. Однак, для стаціонарного режиму виникає необхідність в вирішенні рівняння дифузії атомів металу в силіцидному шарі. Тоді зміна його концентрації :

де: (_c)- розподіл температури в силіцидному шарі, яке має задовольняти граничним умовам:

а) х=0 концентрація металу в силіциді рівна його максимальній розчинності, тобто с (0, t) = cmax (_c (0,t);

б) на рухливій міжфазній межі силіцид-кремній х=(t) концентрація атомів металу дорівнює нулеві, тобто С=((t), t) =0 .

Крім того, рівняння задовольняє початковій умові:

Коефіцієнт дифузії D задається :

де: Е - енергія активації, R- газова стала, D₀ - коефіцієнт дифузії при температурі, близькій до температури плавлення силіциду.

Для визначення Т_с необхідно спільне рішення рівнянь теплопровідності в силіциді і кремнії

а) в силіциді:

б) в кремнії :



Рівняння (15) повинно задовольняти початковим вимогам : Т_с (х, t₀ ) = Т_н

При х=0 рівняння (15) задовольняє межовим умовам

де величина теплового потоку Q визначається роботою, виконуваною при ударі йонного пучка по підкладці.

Рівняння (16) задовольняє початковій вимозі: Т_к (х, t0 ) = Т0 та граничній вимозі рівності нулеві потоку тепла при х=1

Размещено на http://www.allbest.ru/

де: Т₀ - температура кремнієвої підкладки до початку йонного бомбардування, ?_к (Т_к) - коефіцієнт теплопровідності кремнію.

При х= (t) на рухливій межі силіцид-кремній має місце умова рівності температур і потоків тепла з обох сторін від межі розділу фаз з урахуванням енергії Q, витраченої на проходження хімічної реакції:

Тс ((t), t ) = Тк ( (t), t) , тоді

Найдені після чисельного рішення задачі (14)-(18) значення розподілу температури в силіциді Ti підставляються потім в рівняння дифузії (12).

Поряд з цим визначені рівняння руху міжфазної межі, вільної поверхні металевої плівки з урахуванням потоку йонів та нейтральних атомів металу. Виявлені особливості створення математичної моделі для випадку отримання силіцидної плівки із змішаного парового потоку при частковій іонізації і прискоренню йонів металу. На основі розроблених математичних моделей з урахуванням конкретних технологічних процесів будуються номограми для визначення оптимальних режимів формування силіцидних плівок.

У відповідності до розроблених математичних моделей проведені числові розрахунки по технологічним процесам отримання силіциду Ni. Розподіл температури по товщині плівки і підкладки розраховується методом кінцевих елементів. Сітка кінцевих елементів та типовий розподіл температури розраховується програмами на мові MATLAB. Проведені розрахунки показали, що розподіл температури по товщині узгоджується з теоретичними уявленнями. Використовуючи літературні значення сталих величин для Ni при двох температурах 325 С та 800 С можна отримати явні вирази для енергії активації Е_а і коефіцієнта дифузії D₀

Підставимо чисельні значення в рівняння (19), (20) отримаємо :

D₀ =92,264 см²/с;Е_а =1,868 еВ.

Для чисельних розрахунків були взяті такі значення питомої енергії йонного бомбардування: Ф_Е в діапазоні (0,18-1,44) 10^-16 Дж і потік йонів на підкладку n_i в діапазоні (0,1-0,35) 10¹⁶ см^-2 с^-1 . Зміну товщини плівки металу та товщини його силіциду розраховувалися за умов, що товщина підкладки d_k = 200 мкм, товщина плівки силіциду d_n = 200 нм, швидкість конденсації пару нейтральних атомів V_к мінялася 1,1 1,3 нм/с, час конденсації 10 хв, при температурі підкладки 500600 C .

В процесі створення плівок мікронних товщин початкові стадії не є визначальними, однак для отримання нанометрових структур це має суттєве значення. Тому далі розглядаються більш детально процеси дифузії, зміну концентрацій компонент при термойонному осадженні.

При чисельному рішенні рівняння дифузії використовується метод функції помилок. Для розрахунку взяті значення питомої енергії йонного бомбардування в інтервалах (0,18-1.44) 10^-16 Дж, потік йонів знаходився в межах (0,1-0,35) 10¹⁶ см^-2 с^-1. , коефіцієнт теплопровідності при температурі 0 C для кремнію і нікелю відповідно 80 Вт м^-1 К^-1 , 93 Вт м^-1 К^-1 , питомі теплопровідності для кремнію 0,678 кДж к₂^-1 К^-1 і нікелю 0,442 кДж к₂^-1 К^-1. Вже на початку збільшенні температури зміни розчинності майже не проходить. Тобто при йонному бомбардуванні силіцидоутворення здійснюється при температурах на 250-300 C нижче, ніж при термічному відпаленні плівок. Це підтверджується залежностями зміни максимальної розчинності від часу проведення процесу.

При йонному бомбардуванні стехіометричний склад плівки дісиліциду вже утворений за 4-6 хв., тоді як при відпаленні протягом 10 хв. насичення кремнію атомами металу ще не закінчується, що співпадає з отриманими експериментальними даними по створенню високоякісних наношарів силіцидів в термойонних процесах формування елементів НВІС при температурах на 250-300C нижче, ніж без використання йонного бомбардування.

В третьому розділі досліджуються властивості наношарів силіцидів, використаних в конкретних технологічних маршрутах виготовлення НВІС. Для порівняння були співставлені три варіанти формування активних областей транзисторів. В першому варіанті p⁺-n -перехід формували перед отриманням шару силіциду титану. Під час відпалення титан на відкритих ділянках кремнію перетворювався в силіцид, а розташований на пасивних полях селективно стравлювався. Ділянки SiO₂ , безпосередньо покриті титаном, також вступали з ним в реакцію, зменшувалися по товщині і була велика ймовірність проколу p⁺-n -переходу, особливо в області “окисного клюву”. У даному варіанті під час відпалення, крім формування силіциду, йде дуже активний процес розчинення миш`яку в формованій плівці. Швидкість дифузії миш`яку в силіциді титану при 700 С на два порядки вища, ніж в кремнії, а енергія активації 1,8 0,1 еВ характерна для дифузії по кристалічній решітці і співпадає з енергією активації самодифузії кремнію в TiSi₂ . Крім згаданого, ще одним недоліком такого способу формування силіциду є груба морфологія поверхні та неомічність контакту при забрудненні кремнію.

В другому варіанті плівка силіциду створюється перед легуванням миш`яку. При цьому виключається ймовірність проколу p<sup>+</sup>-n -переходу, але енергія йонів миш`яку має бути достатньою, щоб проникнути крізь шар силіциду в кремній. Пробіг йонів миш`яку з енергією 100 кеВ в дісиліциді титану дорівнює Rp=40-44 нм. Таким чином товщина плівки силіциду навіть при дозі миш`яку 10¹⁵ -10¹⁶ йон/см² не повинна перевищувати (2 3). Rp 120-130 нм. Плівка силіциду має витримати відпалення при температурі, достатній для знешкодження радіаційних дефектів і електричної активації імплантованого миш`яку. Недоліком цього варіанту є також висока чутливість характеристик силіциду від стану забруднення поверхні кремнію.

В третьому варіанті використано метод отримання силіциду шляхом йонного змішування. Енергія йонів миш`яку повинна бути достатньою для їх проникнення до межі розділу титан-кремній. Атоми віддачі титану і йони миш`яку розривають шар власного окислу на поверхні кремнію, що полегшує дифузію кремнію в плівку титану і покращує гомогенність твердофазної реакції. Створення силіциду починається вже в процесі йонної імплантації і завершується після операції додаткового відпалення. Плівки силіциду в цьому випадку відрізняються більш рівною поверхнею і кращими електричними характеристиками. Відпалення в третьому варіанті двостадійне. Температура першої стадії має бути надто низькою, щоб не допустити окислення кремнію, з другої сторони достатньо високою, щоб почалося формування силіциду. Друга стадія завершує формування силіциду. Таким чином, в усіх розглянутих технологічних варіантах операція відпалення відіграє дуже важливу роль. В зв`язку з цим автором досліджено електричний опір отриманої структури, глибину розташування p<sup>+</sup>-n -переходу та профілі імплантованого в кремній миш`яку. Оскільки літературні дані відносно величини ефективного пробігу миш`яку в титановій мішені Rp відсутні, довелось оцінку величини Rp здійснювати шляхом інтерполяції табличних даних пробігу йонів з масами більше або менше, ніж маса миш`яку. Інтерпольовані величини Rp 39 нм, Rp 17 нм. використані для побудови профілю розподілу миш`яку і показано, що граничною товщиною, через яку йони миш`яку можуть проникати в кремній, є приблизно 100 нм. Плівка титану товщиною 200 нм маскує кремній повністю.

Вибір режиму імпульсного фотонного відпалення (ІФВ) заснований на експериментальній залежності опору силіциду від часу. Рентгеноструктурні дослідження підтверджують присутність фаз TiSi; TiSi₂, Ti₅Si₃ в плівках , відпалених протягом 1с і менше, а наявність єдиної фази TiSi₂ підтверджується лише в плівках з часом відпалення 1,4-1,6 с. Для вибраного температурного інтервалу відпалення силіциду експериментально досліджено глибини формування p⁺-n-переходу в залежності від дози миш`яку, імплантованого в плівку Ti. Глибини p⁺-n-переходів не перевищують 200 нм при початковій товщині титанової плівки 50, 70, 100 нм.

Йонне легування наношарів при створенні НВІС вносить в структуру радіаційні дефекти, які визивають деградацію характеристик МДН-транзисторів. Розглянемо цю проблему на прикладі НВІС ПЗП з фінішним програмуванням (рис. 6). Особливо важливим фактором є перекриття ділянки легування каналу в області просторового заряду стокового переходу. Зі збільшенням такого перекриття знижується пробивна напруга і зростає число низьковольтних перетинів. Проблема збільшується ще й тому, що при мінімізації довжини каналу транзистора в матриці вікно під фінішне програмування, сформоване в діелектричних шарах ФСС до кремнієвого затвору, починає перекривати затвор по ширині і оголяти периметр затворної ділянки. Тому важливою задачею є розробка конструкції і технології, що ліквідують ці явища. В загальному випадку НВІС ПЗП на МДН транзисторах створюються по n-канальній технології МДН НВІС з локальним окисленням кремнію. Автором запропоновано технологічний маршрут, при якому після формування металевих провідників виконується фотолітографічне травлення плівки ФСС під всіма МДН транзисторами накопичувача ПЗП. Травлення виконується таким чином, що ФСС стравлюється як з затворних електродів, так і дифузійних ділянок втоку і витоку. Потім, зверх металізації і оголених полікремнієвих затворних електродів і відкритих дифузійних ділянок осаджується пасивуючий шар легованого двуокису кремнію, який надійно блокує проникнення неконтрольованих домішок в дифузійні переходи і канальну область транзисторів. Після відкриття вікон в пасивації над окремими (програмованими) транзисторами в накопичувачі кріз пасивуючий шар, полікремнієвий затвор і підзатворний окисел, легують канальну область. При цьому виключена можливість деградаційних явищ в накопичувачі ПЗП, що проявляються в підвищенні паразитних токів дифузійних переходів і термопольової нестабільності електрофізичних характеристик МДН транзисторів.

При фінішному програмуванні критичним технологічним фактором є енергія йонів, що вводяться в канал. Доцільно знизити товщину наношару над канальною ділянкою програмованих транзисторів ПЗП і тим самим забезпечити зниження енергії йонів в процесі фінішного програмування. Досягається це за рахунок осадження не пасивуючого покриття товщиною 600 нм, а шару легованого двоокису кремнію товщиною100-150 нм. Таку ж саму ціль можна досягти за рахунок йонно-плазмового підтравлення пасивуючого покриття.

Легування канальної області транзисторів призводить до порушення кристалевої решітки і, як наслідок, до виникнення великої кількості радіаційних дефектів, які негативно впливають на рухливість і час життя носіїв заряду. Мірою кількісної оцінки радіаційних дефектів буде доля енергії, що передається твердому тілу в процесі ядерних зіткнень і розраховується по формулі Кончина-Піза:

де Е- енергія йону, Еg- ефективна порогова енергія атому решітки.

Дослідження розподілу дефектів по глибині кремнію показують присутність поверхневого максимуму дефектів (ПМД) і об`ємного максимуму дефектів (ОМД) (рис.7). Наявність ПМД характерно для кремнію, опроміненого легкими йонами, а ОМД -важкими.

Радіаційні дефекти в напівпровідниках вносять в заборонену зону глибокі рівні, а спектр має складний характер і включає як акцепторний, так і донорний стан. Ці дефекти компенсують дію домішкових атомів і зменшують концентрацію носіїв струму і їх рухливість. В той же час, дефекти вакансійного типу сприяють переходу атому в вузли решітки і після відпалення призводять до росту електропровідності. Відпаленням можливо змінити стан дефектів, добитися їх перегрупування і створити дефекти другого сорту. Додатково досліджено всі ці явища і використано при фінішному програмуванні ПЗП шляхом введення порушень в канальну область МОН транзисторів.

В четвертому розділі досліджуються особливості конструкцій та властивості наноелементів НВІС з точки зору мінімізації їх розмірів і удосконалення надійності в роботі. Так, в традиційній n-канальній “Locos” технології формування ділянок пасивного поля супроводжується наявністю окисного “клюву”, величина якого при зменшенні розмірів наноелементів впливає на масштабування інтегральних схем. Відомі декілька варіантів зменшення величини “клюву”, принцип яких полягає в тому, щоб з допомогою йонно-плазмових процесів анізотропного травлення окислу і кремнію, використання “мокрого” дотравлювання та рушійної фотолітографії формувати рисунок активних областей. Однак, всі ці способи мають явні недоліки, які не дозволяють в повній мірі реалізувати “безклювну” структуру, тому вони не використовуються в технології виготовлення НВІС. В роботі запропонована безклювна СОПП (самоформування областей пасивного поля) технологія, у відповідності до якої формування активних областей транзисторів здійснюється через маску Si-poly. Це стало можливо завдяки розробленим йонно-плазмовим технологічним процесам селективного травлення Si-poly-SiO₂. Важливою проблемою в даному випадку є дослідження дифузії бору та зміна топологічних розмірів наноелементів після дифузійного легування Si-poly. Порівняння електричних характеристик транзисторів, виготовлених по “Locos” -технології і СОПП-технології дають кращі результати на користь останньої, тому запропоновані конкретні наноелементи створення МОН НВІС, сумісні з n-канальною технологією. Одним із них є КМОН-транзистор з поліцидним затвором, в якому зверх легованого полікремнію наноситься силіцидна плівка (рис. 8). Вольтамперна характеристика n і p- канальних транзисторів,