Разработка и исследование технологических основ процесса фотонностимулированного локального анодного окисления наноструктур на основе Si/SiO2/Ti

• Автор: Смирнов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Основные методы нанолитографии, перспективы применения

фотонной стимуляции при формировании элементов наноэлектроники

1.1. Основные методы формирования наноструктур.

1.1.1. Оптическая литография

1.1.2. Электроннолучевая литография

1.1.3. Ионнолучевая литография.

1.1.4. Рентгеновская литография.

1.1.5. Литография в экстремальном ультрафиолете.

1.1.6. Нанопечатная литография

1.2. Основные методы формирования наноразмерных структур с
помощью сканирующего зондового микроскопа СЗМ.
1.2.1. Механическая модификация поверхности с помощью атомносилового микроскопа .
1.2.2. Полевое испарение
1.2.3. i литография.
1.2.4. Нанолитография методом локального анодного окисления ЛАО.
1.3. Основные направления создания устройств наноэлектроники с
помощью метода ЛАО
1.3.1. Устройства металлической наноэлектроники.
1.3.2. Одноэлектронный транзистор.
1.3.3. Мезоскопические устройства.
1.4. Формирование каталитических центров методом ЛАО.
1.5. Перспективы применение фотонной стимуляции при формировании структур и устройств наноэлектроники методом ЛАО.
1.5.1. Фотонная стимуляция ЛАО некогерентным излучением.
1.5.2. Фотонная стимуляция ЛАО когерентным излучением.

з
1.6. Выводы и постановка задачи.
Глава 2. Анализ процессов в зазоре атомносилового микроскопа в условиях фотонной стимуляции
2.1. Анализ механизмов анодного окисления металлов
2.2. Термодинамический анализ реакций ЛАО титана
2.3. Оценка распределения температуры в области воздействия зонда при
ЛАО титана
2.4. Модель локального анодного окисления металла.
2.5. Выводы.
Глава 3. Исследование режимов формирования оксидных наноразмерных
структур ОНС методом ЛАО в условиях фотонной стимуляции.
3.1. Исследование режимов напыления тонких пленок металлов
3.2. Исследование режимов проведения нанолитографии методом ЛАО
3.3. Исследование температурной активации метода ЛАО
3.4. Исследование влияния фотонной стимуляции на геометрические
параметры ОНС.
3.5. Исследование влияния длительности импульсов напряжения на
геометрические параметры ОНС
3.6. Исследование влияния материала кантилеверов на геометрические
параметры ОНС.
3.7. Влияние фотонной стимуляции на воспроизводимость ОНС
3.8. Исследование режимов формирования ОНС на поверхности пленки
методом ЛАО
3.9. Выводы
Глава 4. Формирование наноэлектронных структур методом ЛАО в
условиях фотонной стимуляции
4.1. Формирование наноразмерных каналов проводимости методом ЛАО в условиях фотонной стимуляции УФизлучением
4.2. Формирование наноэлектронных структур методом ЛАО
4.3. Разработка топологии и технологического маршрута формирования элементов наноэлектроники на основе наноразмерных каналов проводимости с использованием многофункционального сверхвысоковакуумного нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК9.
4.4. Выводы.
Заключение.
Список используемых источников


Проведены комплексные исследования режимов формирования оксидных наноразмерных структур в пленки титана методом ЛАО в условиях фотонной стимуляции некогерентным УФ и ИКизлучением. Получены режимы термической активации зондовой нанолитографии методом 1. Формирование ОНС при температуре 0С и выше показывает, что наличие пленки воды на поверхности подложки не является единственным лимитирующим фактором, ограничивающим проведение 1, активные частицы поставляются в зазорзондподложка из газовой фазы атмосферы воздуха внутри технологической камеры . Выявлено, что использование потоков некогерентного УФ и ИКизлучения при формировании ОНС в пленке титана методом ДАО позволяет повысить разрешающую способность и воспроизводимость данного метода нанолитографии. Использование УФстимуляции процесса ДАО позволяет формировать в пленке титана однородныые каналы проводимости с поперечными размерами порядка нм. Определены режимы формирования оксидных наноразмерных структур в пленке никеля методом ДАО, которые могут быть использованы в качестве каталитических центров при росте углеродных нанотрубок, а также нанокристаллов , x. Разработана топология и технологические маршруты изготовления тестового кристалла для создания планарных элементов наноэлектроники, методом фотонностимулированного ДАО, применительно к многофункциональному сверхвысоковакуумному нанотехнологическому комплексу НАНОФАБ НТК9. Закономерности формирования оксидных наноразмерных структур методом ЛАО от температуры подложки, материала проводящего покрытия кантилеверов, амплитуды и длительности импульсов напряжения, прикладываемого к системе зондподложка в условиях фотонной стимуляции. Предложенный метод, основанный на использовании фотонной стимуляции зондовой нанолитографии методом ЛАО, который позволяет получать однородные наноразмерные каналы проводимоти с поперечными размерами порядка нм. Применение стимуляции УФ и ИКизлучением увеличило латеральное разрешение зондовой нанолитографии методом ЛАО с помощью по сравнению с существующей технологией, а также повысило однородность и воспроизводимость формирования ОНС. Метод ЛАО позволяет формировать оксидные наноразхмерные структуры в пленке никеля в виде точек с диаметром от до 0 нм, которые могут быть использованы в качестве каталитических центров при росте углеродных нанотрубок, а также нанокристаллов , xix. Топологии и технологический маршрут формирования наноразмерных диодных структур, структуры логического вентиля и выпрямителя на основе наноразмерных каналов проводимости в титановой пленке в условиях фотонной стимуляции. Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом госбюджетных научноисследовательских работ кафедры ТМ и НА и НОЦ Нанотехнологии в гг. ТРТУ гос. Разработка принципов построения и основ теории нетермически активируемых технологических процессов создания элементной базы наноэлектроники гос. ИК излучения гос. Результаты диссертационной работы внедрены на промышленном предприятии ЗАО Нанотехнологии МДТ г. Москва, а также в учебный процесс на кафедре ТМиНА ТТИ ЮФУ. Москва, Международный симпозиум Нанофизика и наиоэлектроника Нижний Новгород, , . Новочеркасск, , Конференции Южного научного центра РАН , Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления Таганрог, , Международной научнотехнической школыконференции Молодые ученые науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике Москва, . По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе, 4 статьи опубликовано в журналах, входящих в Перечень ВАК. В ВНИИТЦ зарегистрировано 7 отчетов по НИР. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложений. В первой главе представлен обзор современных литографических методов формирования структур интегральных микросхем, таких как оптическая литография, электроннолучевая литография, ионнолучевая литография, рентгеновская литография, литография в экстремальном ультрафиолете.