научный журнал по электронике и радиотехнике Микроэлектроника ISSN: 0544-1269

Архив научных статейиз журнала «Микроэлектроника»

  • ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВНУТРИКРИСТАЛЬНЫХ И МЕЖКРИСТАЛЬНЫХ МЕЖСОЕДИНЕНИЙ СОВРЕМЕННЫХ СБИС (ОБЗОР, КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ)

    ВАЛЕЕВ А.С., КРАСНИКОВ Г.Я. — 2015 г.

    Выполнен анализ технологических операций при изготовлении многоуровневых межсоединений современных СБИС методом Двойной Дамасцен и выделены проблемные операции. 1) Травление пористой внутриуровневой изоляции с ультра низким значением диэлектрической постоянной. 2) Нанесение металлических барьерного и зародышевого слоев на пористую поверхность вытравленных диэлектрических пористых промежутков, в которых будут формироваться медные проводники. 3) Низкая механическая прочность диэлектрических пористых промежутков между медными проводниками. 4) Недостаточная устойчивость медных проводников к отказам из-за электромиграции. 5) Быстрое увеличение удельного сопротивления медных проводников с уменьшением их ширины и ограниченные возможности компенсации этого явления при увеличении высоты проводников. Предложены возможные пути решения этих проблем: вначале изготавливаются горизонтальные медные проводники и далее в промежутки между проводниками встраивается пористый диэлектрик, используя золь–гель метод ХНР (химическое нанесение из растворов на центрифуге). Горизонтальные медные проводники можно изготовить используя метод стандартного одинарного Дамасцена, встраивая медные проводники внутрь временной маски, которая далее удаляется и заменяется пористым диэлектриком. В другом способе можно использовать локальное электрохимическое осаждение медных проводников, если на поверхность пластины предварительно нанести барьерный (БС) и зародышевый (ЗС) слои и на их поверхности сформировать временную маску с рисунком горизонтальных проводников вскрытую до поверхности зародышевого слоя. При этом способе осаждения медные проводники сразу после осаждения имеют текстурированную кристаллическую структурту, что упрощает получение удлиненных кристаллитов при последующей термической рекристаллизации, а поверхности проводников также локальным электрохимическим способом могут быть покрыты металлическим барьерным слоем, например из CoWP. Далее слои БС и ЗС удаляются. Аналогично, в промежутки между медными проводниками встраивается пористый диэлектрик с ультранизким значением диэлектрической постоянной. Рассматривается также следующий этап формирования межсоединений при создании многокристальных СБИС методом ЗД вертикальной сборки утонённых кристаллов, соединяя их между собой медными проводниками, пронизывающими насквозь кристаллы чипов способом ЗД ТСВ (3D TSV-through substrate via). С целью повышения отвода тепла от таких сборок и повышения механической прочности соединения кристаллов, одновременно с заполнением медью сквозных отверстий в кристаллах и формированием на их поверхностях микро бампов, их торцевые поверхности также покрываются медной пленкой и материалом микро бампов над поверхностью кристаллов.

  • ТОНКОПЛЕНОЧНЫЙ КОНДЕНСАТОР НА ОСНОВЕ ТИТАНАТА СТРОНЦИЯ, СФОРМИРОВАННОГО ЗОЛЬ–ГЕЛЬ МЕТОДОМ

    ГАПОНЕНКО Н.В., КОЛОС В.В., ПЕТЛИЦКИЙ А.Н., РУДЕНКО М.В., СОХРАБИ АНАРАКИ Х., ТУРЦЕВИЧ А.С. — 2015 г.

    Синтезирован тонкопленочный сегнетоэлектрический конденсатор на подложке кремния. Основу конденсатора составляет многослойная пленка титаната стронция толщиной 280 нм, полученная золь–гель методом при температуре отжига 750°С. Нижний электрод сформирован из платины, верхний – из никеля. Среднее значение диэлектрической проницаемости составляет 153, среднеквадратическое отклонение – 12. Среднее значение тангенса угла диэлектрических потерь составляет 0.06, среднеквадратическое отклонение 0.01.

  • ТУННЕЛЬНЫЙ ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР НА КВАНТОВОЙ ЯМЕ, ОБРАЗОВАННОЙ ТРЕМЯ СЛОЯМИ ПРОИЗВОДНЫХ ГРАФЕНА (COH)N (CF)N (CH)N, И СО СТОКОМ ИЗ СРЕДНЕГО СЛОЯ – (CF)N

    ЖУКОВ В.А., МАСЛОВ В.Г. — 2015 г.

    Рассмотрен вариант туннельного полевого нанотранзистора на квантовой яме, в котором управляющее напряжение 0.6 В прикладывается к окружающим яму барьерам, а сток электронов происходит из квантовой ямы. Электроны туннелируют в квантовую яму через первую половину двугорбого туннельного барьера (двойного гетероперехода), образованного сэндвичем из трех слоев широко зонных 2D полупроводников (производных графена: пергидроксиграфен (COH)n, флюорографен (CF)n, графан (CH)n) с резко отличающимися уровнями дна зоны проводимости. Средний слой – флюорографен (CF)n имеет низшее дно зоны проводимости, которое и образует квантовую яму глубиной 3 эВ и шириной 0.6 нм в общем туннельном потенциальном барьере шириной 1.8 нм и служит каналом для стока электронов. Истоковый и затворный металлические электроды прилегают к внешним слоям 2D полупроводников сэндвича – пергидроксиграфену (COH)n и графану (CH)n соответственно, образуя общий “затворный” сэндвич, размером 20 ? 20 нм2. Металлический стоковый электрод с шириной 10 нм и с потенциалом на 1 В выше, чем у первого электрода (истока) прилегает к выходящему за пределы сэндвича среднему слою флюорографена (CF)n, имеющему для этого большую 35 нм ширину, чем внешние слои 2D полупроводников внутреннего трехслойного сэндвича. Потенциал открывания затвора равен 0.62 В. Максимальный рабочий ток Isd = 2 ? 10-5 A. Ток со стока в закрытом состоянии равен нулю, а паразитный ток, текущий через затворный электрод в открытом состоянии Ig = Ileak 10-10A. Квантовая емкость транзистора позволяет устройству работать при частоте до 1012 Гц.

  • УСТАНОВКА ТРАВЛЕНИЯ И НАНЕСЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СТРУКТУР ПУЧКОМ БЫСТРЫХ НЕЙТРАЛЬНЫХ ЧАСТИЦ

    МАИШЕВ Ю.П., ТЕРЕНТЬЕВ Ю.П., ШЕВЧУК С.Л. — 2015 г.

    Разработана установка травления и нанесения тонкопленочных структур, оснащенная оригинальным источником “Нейтрал-Л”, формирующим ленточный пучок быстрых нейтральных частиц, полученный при использовании различных рабочих газов. Система нейтрализации и сепарации источника обеспечивает стопроцентную нейтрализацию пучка. С целью повышения равномерности обработки подложек в технологическую камеру установки встроена система с программируемым контроллером возвратно-поступательного линейного перемещения подложкодержателя относительно ленточного пучка. Экспериментально исследованы технологические возможности установки. Проведены процессы травления и нанесения материалов при использовании различных рабочих газов.

  • УЧЕТ НАПРАВЛЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ЭФФЕКТОВ ЛОКАЛЬНОЙ ИОНИЗАЦИИ В СОВРЕМЕННЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ

    ДАВЫДОВ Г.Г., ЕГОРОВ А.Н., САВЧЕНКОВ Д.В., СКОРОБОГАТОВ П.К., СОГОЯН А.В. — 2015 г.

    Проведена расчетно-экспериментальная оценка влияния направления поляризации лазерного излучения (ЛИ) на ионизационный отклик БИС ЗУ, изготовленной по КМОП-технологии с проектными нормами 0.18 мкм. Проведены сравнительные исследования влияния поляризации ЛИ как при локальном воздействии, так и при воздействии на весь кристалл. Обоснована необходимость учета направления поляризации ЛИ при моделировании локальных ионизационных эффектов.

  • ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНТАКТОВ С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ СИЛИЦИД ИРИДИЯ–КРЕМНИЙ

    КЕРИМОВ Э.А. — 2015 г.

    Проведенные эксперименты показывают, что неоднородность границы раздела металл–полупроводник деградирует характеристики диодов Шоттки, в данном случае – высоту барьера.

  • ФОРМИРОВАНИЕ МЕЖЭЛЕМЕНТНОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ GAAS МОНОЛИТНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ НА ОСНОВЕ МЕДИ

    АНИЩЕНКО Е.В., ЕРОФЕЕВ Е.В., ИШУТКИН С.В., КАГАДЕЙ В.А. — 2015 г.

    Представлены технологические решения по формированию межэлементной металлизации GaAs СВЧ-монолитных интегральных схем на основе тонкопленочной композиции W/Cu/WNx. Особенность предложенных решений заключается в том, что впервые с применением, традиционного для производства GaAs монолитных интегральных схем, метода обратной литографии были созданы медные проводники, вся поверхность которых была полностью окружена слоями диффузионных барьеров. Медные проводники толщиной 380 нм осаждались методом электронно-лучевого испарения в вакууме, слои планарных и торцевых диффузионных барьеров на основе W и WNx – магнетронным распылением. С целью эффективного формирования торцевых диффузионных барьеров на вертикальных поверхностях медных проводников была проведена оптимизация профиля окон в двухслойной резистивной маске. Представлены режимы снятия фоторезистивной маски, позволяющие эффективно удалять металлические “вуали”, образованные паразитным осаждением пленок диффузионных барьеров на вертикальные стенки резистивной маски при магнетронном распылении. Разработанные процессы были интегрированы в технологический маршрут изготовления GaAs СВЧ малошумящих усилителей на основе транзисторов с высокой подвижностью электронов с T-образным затвором, имеющим длину основания 250 нм.

  • ФУНКЦИОНАЛЬНО-ЛОГИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕГРАДАЦИИ ЦИФРОВЫХ БИС ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ РАДИАЦИИ

    БАРБАШОВ В.М. — 2015 г.

    Рассмотрены методы моделирования радиационной надежности функционирования цифровых БИС, основанные на нечетком цифровом автомате Брауэра и топологических вероятностных моделях оценки работоспособности.

  • ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА И АРХИТЕКТУРА БУДУЩИХ СУПЕРКОМПЬЮТЕРОВ

    МИТРОПОЛЬСКИЙ Ю.И. — 2015 г.

    Приведен обзор развития архитектуры и элементной базы отечественных и зарубежных суперкомпьютеров на протяжении 50 лет – от первых скалярных машин CDC 6600, CDC 7600, IBM Stretch, БЭСМ-6 до современных систем с петафлопсной производительностью. Выделены этапы развития: скалярные, векторно-конвейерные машины, массивно-параллельные системы на микропроцессорах, системы с использованием акселераторов и сопроцессоров и неоднородные системы на новой элементной базе. Проанализированы основные проблемы создания экзафлопсных систем и рассмотрены планы зарубежных фирм по созданию таких систем. На основе анализа собственного опыта исследований по мультиархитектурным системам автор приходит к выводу, что в нашей стране нельзя повторять ошибочный с технической точки зрения путь от персональных компьютеров к суперсистемам, а необходимо результаты разработки суперсистем использовать при создании всех классов машин, включая персональные. Создание собственной архитектуры, собственной элементной базы и собственного программного обеспечения суперсистем является абсолютно необходимым условием обеспечения стратегической независимости и гарантии непрерывного развития.

  • ЭЛЕМЕНТЫ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ СВЧ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ СВЯЗАННЫХ КВАНТОВЫХ ОБЛАСТЕЙ

    ДЕНИСЕНКО М.А., КОНОПЛЕВ Б.Г., РЫНДИН Е.А. — 2015 г.

    Рассмотрен метод построения быстродействующей элементной базы интегральных схем на основе полупроводниковых материалов АIIIВV с использованием принципов комплементарной логики, обеспечивающий повышение быстродействия и степени интеграции интегральных схем СВЧ.

  • ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛОГИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПРИ СИНТЕЗЕ КОМБИНАЦИОННЫХ СХЕМ ИЗ БИБЛИОТЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

    АВДЕЕВ Н.А., БИБИЛО П.Н. — 2015 г.

    Описываются результаты экспериментального сравнения программ минимизации различных форм представлений систем полностью определенных булевых функций. Эксперименты показали, что более предпочтительными при синтезе комбинационных логических схем из библиотечных элементов являются программы минимизации многоуровневых представлений на основе разложения Шеннона и декомпозиции по сравнению с программами минимизации в классе дизъюнктивных нормальных форм.

  • ВЕРИФИКАЦИЯ АЛГОРИТМА ЭМИССИОННОЙ ТОМОГРАФИИ ПЛАЗМЕННЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОМ РЕАКТОРЕ С ПОМОЩЬЮ ЛЕНГМЮРОВСКОГО МУЛЬТИЗОНДА

    РУДЕНКО К.В., ФАДЕЕВ А.В. — 2014 г.

    Малоракурсная эмиссионная томография (ЭТ) плазмы, предполагающая введение физических свойств объектов в алгоритм реконструкции, нуждается в достоверной экспериментальной верификации результатов независимыми методами для установления адекватности принятой модели неоднородностей плазмы. В представленной работе выбранный объект исследования – низкотемпературная плазма аргона в реакторе с удаленным источником плазмы – позволил изучить двумерное пространственное распределение концентрации ионов Ar+, вычисленное на основе алгоритма двухракурсной ЭТ, и верифицировать полученные результаты прямыми измерениями Ленгмюровским мультизондом, размещенным в плоскости томографического сканирования. Исследования проводились при значениях давления в камере 2–12 мторр, была оценена чувствительность однородности поля ионов к внешнему магнитному полю. Получено хорошее соответствие измеряемых и реконструированных томографией концентрационных полей Ar+. Отличия в значениях полученных зондовым методом и реконструкцией данных ЭТ по двум ракурсам не превосходят 10%.

  • ВИРТУАЛЬНЫЙ РАСТРОВЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП. 3. ПОЛУЭМПИРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА РЭМ

    НОВИКОВ Ю.А. — 2014 г.

    Приведен анализ экспериментов, выполненных на растровых электронных микроскопах, с тест-объектами с трапециевидным профилем и большими углами наклона боковых стенок. На основе анализа предложена полуэмпирическая модель формирования изображения в РЭМ, работающим в низковольтном режиме и в высоковольтном режиме при регистрации обратно рассеянных и вторичных медленных электронов. Модель предназначена для применения в виртуальном РЭМ.

  • ВИРТУАЛЬНЫЙ РАСТРОВЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП. 4. РЕАЛИЗАЦИЯ НА ОСНОВЕ СИМУЛЯТОРА

    НОВИКОВ Ю.А. — 2014 г.

    Приведено описание виртуального РЭМ, созданного на основе симулятора информации, получаемой на реальном РЭМ. В основе виртуального РЭМ лежит полуэмпирическая модель формирования изображения в РЭМ, работающем в низковольтном режиме и в высоковольтном режиме при регистрации обратно рассеянных и вторичных медленных электронов. Предложен метод сравнения реального и виртуального изображений. Приведены примеры работы виртуального РЭМ для элементов структур, находящихся как вдали от краев структуры, так и близко расположенных к этим краям.

  • ВЛИЯНИЕ ГЕНЕРАЦИИ И РЕКОМБИНАЦИИ НОСИТЕЛЕЙ НА ВОЛЬТАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР

    КУЗНЕЦОВ В.С., КУЗНЕЦОВ П.А., РУДЫЙ А.С. — 2014 г.

    Рассмотрено влияние генерации и рекомбинации свободных носителей заряда в р–i–n-структуре в сильных электрических полях на стационарные вольт-амперные характеристики. Исследованы вопросы устойчивости стационарных решений. Показано, что вид стационарных вольтамперных характеристик и их устойчивость зависят от соотношений между свободными электронами и дырками в инжектированном токе в i-слой и в токе, выходящем из слоя. При прямом включении структуры возможно возникновение осцилляции.

  • ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЫ И ФОТОГЕНЕРАТОРА КИСЛОТЫ НА ЛИТОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХИМИЧЕСКИ УСИЛЕННОГО ФОТОРЕЗИСТА

    БУЛГАКОВА С.А., ГУРОВА Д.А., ЗАЙЦЕВ С.Д., КУЛИКОВ Е.Е., ПЕСТОВ А.Е., САЛАЩЕНКО Н.Н., СКОРОХОДОВ Е.В., ТОРОПОВ М.Н., ЧХАЛО Н.И. — 2014 г.

    Изучены резистивные композиции на основе тер-сополимеров изоборнилакрилата с метилметакрилатом и (мет)акриловой кислотой, синтезированных методом контролируемой радикальной полимеризации по механизму обратимой передачи цепи, и трифенилсульфонийтрифлата в качестве фоточувствительного катализатора. Оценено влияние агента передачи цепи, состава и молекулярной массы сополимера на чувствительность резистов к УФ-излучению (222 нм). На примере тер-сополимера трет-бутоксикарбонилоксистирола с метилметакрилатом и метакриловой кислотой изучена зависимость литографических свойств фоторезиста от химического строения фотогенератора кислоты. Исследована плазмохимическая стойкость (со)полимеров-резистов метакрилового ряда в плазме потоков Ar + SF6.

  • ВЛИЯНИЕ ТОПОЛОГИЧЕСКОГО РАЗМЕЩЕНИЯ ЯЧЕЕК В МИКРОСХЕМАХ ПАМЯТИ НА КРАТНОСТЬ СБОЕВ ОТ ТЗЧ

    БОРУЗДИНА А.Б., ГРИГОРЬЕВ Н.Г., УЛАНОВА А.В. — 2014 г.

    Проведен анализ факторов, влияющих на сбоеустойчивость микросхем памяти. Рассмотрены различные топологические конфигурации 6-транзисторных ячеек памяти. Определены две конфигурации ячеек, наиболее чувствительные к эффекту многократных сбоев.

  • ВОДОРОДНО-ЭЛЕКТРОННАЯ МОДЕЛЬ НАКОПЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СОСТОЯНИЙ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ОКИСЕЛ–ПОЛУПРОВОДНИК ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

    ПЕРШЕНКОВ В.С., СОГОЯН А.В., ЧЕРЕПКО С.В. — 2014 г.

    Представлены результаты экспериментального исследования кинетики послерадиационного образования поверхностных состояний в МОП-структуре в среде молекулярного водорода в различных полевых режимах. Установлено, что важным элементом процесса накопления радиационно-индуцированных поверхностных состояний является взаимодействие водородосодержащих комплексов с электронами подложки. Полученные данные позволяют рассматривать “водородную” и конверсионную концепции с позиции единой водородно-электронной модели встраивания поверхностных состояний. В рамках предлагаемого подхода для образования поверхностных состояний необходимо как наличие у границы оксид–кремний положительно заряженных водородосодержащих комплексов, так и взаимодействие этих комплексов с электронами из подложки. Оба компонента могут являться фактором, ограничивающим скорость образования поверхностных состояний в конкретных условиях.

  • ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИОНИЗАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ В КРЕМНИЕВЫХ МИКРОСХЕМАХ ОБЪЕМНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

    ГРОМОВ Д.В., ЕГОРОВ А.Н., НИКИФОРОВ А.Ю., СКОРОБОГАТОВ П.К. — 2014 г.

    Обоснован метод повышения эффективности использования энергии лазерного излучения (ЛИ) для создания высоких уровней эквивалентной мощности дозы, основанный на уменьшении длины волны излучения. Показано, что оптимальный диапазон энергий ЛИ для моделирования объемных ионизационных эффектов в КМОП-микросхемах, выполненных по объемной технологии, лежит в пределах от 1.08 до 0.97 мкм.

  • ВЫСОКОМОДОВЫЕ ВОЛНОВЫЕ РЕЛЬЕФЫ В РАМКАХ ПРОСТРАНСТВЕННО-НЕЛОКАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ЭРОЗИИ

    КУЛИКОВ А.Н., КУЛИКОВ Д.А., МЕТЛИЦКАЯ А.В., РУДЫЙ А.С. — 2014 г.

    DOI: 10.7868/S0544126914040103 Список литературы