eng
Выпуск #1/1999
Физико-технологический институт РАН. Талантливому ребенку ФИАНа и ИОФАНа — десять лет.
Просмотры: 2401
В прошлом году Физико-технологический институт РАН отметил свой первый юбилей – с момента выхода постановления о его образовании минуло 10 лет, заполненных многоплановыми и плодотворными научными изысканиями в области субмикронных структур сверхбольших и сверхскоростных интегральных схем. Идее создать в рамках Академии наук самостоятельный научный центр для фундаментальных исследований по этой тематике предшествовали годы напряженной работы ученых-микроэлектронщиков сначала в секторе микроэлектроники лаборатории колебаний ФИАНа (1978 год), а затем в отделе микроэлектроники ИОФАНа (1983 год). Становлению фундаментальных исследований в области микроэлектроники в Академии наук очень помогла активная поддержка академика А. М. Прохорова, который считал, что микроэлектроника – это физика твердого тела в малых объемах. Однако преодолеть широко распространенное в академических кругах мнение о ней как о чисто инженерной науке, не решающей фундаментальных задач, можно было только с помощью весомых научных результатов. Специалисты отдела микроэлектроники ИОФАН, под руководством академика К.А. Валиева проводившие исследования в области математического моделирования технологических процессов, субмикронной литографии, плазменных процессов осаждения и травления тонких пленок, смогли сломать этот стереотип и на деле доказать необходимость развития таких исследований на базе самостоятельного научного института. В научных изысканиях Физико-технологического института, возглавляемого академиком Валиевым, можно выделить четыре основных направления.
Фундаментальные теоретические и экспериментальные исследования процессов формирования микро- и наноструктур в кремнии и кремийсодержащих материалах ведутся в Лаборатории микроструктурирования и субмикронных приборов. На ее счету – новый процесс получения глубоких (0,4–6,0 мкм) субмикронных по ширине (0,6–1,00 мкм) канавок методом плазмохимического травления; программное обеспечение для акусто-оптической эмиссионной спектроскопии, позволяющее регистрировать момент окончания травления сверхтонких слоев оксида кремния; детектор момента окончания процесса травления и степени его равномерности на основе микроволнового резонатора. В Лаборатории созданы уникальные технологии низкотемпературной одностадийной силидизации контактов к сверхмелким p-n-переходам, нанесения тонких комформных барьерных слоев нитрида титана с удельным сопротивлением 25–35 мкОм.см и др. Одно из важных достижений Лаборатории – прецизионный источник низкотемпературной плазмы, позволяющий вводить в плазму СВЧ-мощность до 1 кВт с низким уровнем привносимых дефектов. Совместно с Фраунгоферовским институтом технологии интегральных схем разрабатывается низковольтный имплантер с СВЧ ЭЦР-источником.
Перспективные средства формирования субмикронных рисунков – основное направление работ Лаборатории субмикронной литографии. В Лаборатории создан большой научный и технологический задел по использованию ВУФ-излучения в фотостимулированных процессах травления и осаждения тонких пленок, разработаны конструкция широкоапертурного источника ВУФ-излучения повышенной мощности, диагностическая и спектроскопическая аппаратура, предложен процесс ВУФ-очистки поверхности от органических соединений, фоторезистов, следов тугоплавких металлов. Создан фотомультипликатор на эксимерном лазере с разрешением до 0,4 мкм (совместная разработка с минским НПО “Планар”). Одно из важных достижений – технология формирования в обычных фоторезистах топологических элементов с размерами до 0,05 мкм. Исследуются возможности применения широкоапертурных ионных источников с низкой энергией для усовершенствования технологических процессов травления и осаждения тонких пленок.
Математический аппарат моделирования современных технологических процессов разрабатывается в Лаборатории математического моделирования физико-технологических процессов микроэлектроники. На ее счету — полное моделирование процесса фотолитографии в трехмерной постановке, создание модели формирования скрытого изображения в слое фоторезиста, алгоритмов проявления экспонированного слоя как методом ячеек, так и трехмерным аналогом алгоритма струны. Результатом оригинальных исследований стали программа синтеза двухмерных оптимальных фотошаблонов для проекционной фотопечати и метод увеличения разрешающей способности фотолитографии путем оптимизации функции пропускания фотошаблонов, математические модели коррекции эффекта близости для произвольного числа элементов, расчет термических эффектов при экспонировании электронно-чувствительного резиста одиночным штампом и др.
Рентгенодифракционные методы анализа тонких приповерхностных слоев, методы анализа экспериментальных данных гамма-резонансной спектроскопии – сфера исследований Лаборатории физики поверхности и микроэлектронных структур. Для изучения сверхрешеток GaAlAs/GaAs предложен метод скользящей геометрии Брегга-Лауэ, позволивший повысить чувствительность к наличию инородных кристаллических слоев на поверхности кристалла более чем на два порядка. Разработан принципиально новый подход к анализу Мессбауэровских спектров с большим числом компонентов, основанный на применении стандартных гамма-резонансных спектров. Изучение теоретических основ технологии осаждения многослойных покрытий с воспроизводимостью толщин слоев 0,1–0,2 нм дали импульс разработке фокусирующих зеркал. В числе достижений Лаборатории можно также назвать макет сканирующего рентгеновского микроскопа и рентгеновского устройства для интегральной диагностики шероховатости сверхгладких поверхностей.
Недавно в институте создана Лаборатория физики квантовых компьютеров, которая будет вести исследования в одном из самых перспективных направлений информационных систем будущего.
Как известно, юбилей – это не только парадные речи и поздравления, но и пора подведения итогов. Физико-технологический институт может по праву гордиться результатами своей десятилетней работы, тем более что это были тяжелейшие годы для всей российской науки. Редакция поздравляет коллектив института, его бессменного директора Камиля Ахметовича Валиева с юбилеем и желает дальнейших успехов в служении высокой науке.
Фундаментальные теоретические и экспериментальные исследования процессов формирования микро- и наноструктур в кремнии и кремийсодержащих материалах ведутся в Лаборатории микроструктурирования и субмикронных приборов. На ее счету – новый процесс получения глубоких (0,4–6,0 мкм) субмикронных по ширине (0,6–1,00 мкм) канавок методом плазмохимического травления; программное обеспечение для акусто-оптической эмиссионной спектроскопии, позволяющее регистрировать момент окончания травления сверхтонких слоев оксида кремния; детектор момента окончания процесса травления и степени его равномерности на основе микроволнового резонатора. В Лаборатории созданы уникальные технологии низкотемпературной одностадийной силидизации контактов к сверхмелким p-n-переходам, нанесения тонких комформных барьерных слоев нитрида титана с удельным сопротивлением 25–35 мкОм.см и др. Одно из важных достижений Лаборатории – прецизионный источник низкотемпературной плазмы, позволяющий вводить в плазму СВЧ-мощность до 1 кВт с низким уровнем привносимых дефектов. Совместно с Фраунгоферовским институтом технологии интегральных схем разрабатывается низковольтный имплантер с СВЧ ЭЦР-источником.
Перспективные средства формирования субмикронных рисунков – основное направление работ Лаборатории субмикронной литографии. В Лаборатории создан большой научный и технологический задел по использованию ВУФ-излучения в фотостимулированных процессах травления и осаждения тонких пленок, разработаны конструкция широкоапертурного источника ВУФ-излучения повышенной мощности, диагностическая и спектроскопическая аппаратура, предложен процесс ВУФ-очистки поверхности от органических соединений, фоторезистов, следов тугоплавких металлов. Создан фотомультипликатор на эксимерном лазере с разрешением до 0,4 мкм (совместная разработка с минским НПО “Планар”). Одно из важных достижений – технология формирования в обычных фоторезистах топологических элементов с размерами до 0,05 мкм. Исследуются возможности применения широкоапертурных ионных источников с низкой энергией для усовершенствования технологических процессов травления и осаждения тонких пленок.
Математический аппарат моделирования современных технологических процессов разрабатывается в Лаборатории математического моделирования физико-технологических процессов микроэлектроники. На ее счету — полное моделирование процесса фотолитографии в трехмерной постановке, создание модели формирования скрытого изображения в слое фоторезиста, алгоритмов проявления экспонированного слоя как методом ячеек, так и трехмерным аналогом алгоритма струны. Результатом оригинальных исследований стали программа синтеза двухмерных оптимальных фотошаблонов для проекционной фотопечати и метод увеличения разрешающей способности фотолитографии путем оптимизации функции пропускания фотошаблонов, математические модели коррекции эффекта близости для произвольного числа элементов, расчет термических эффектов при экспонировании электронно-чувствительного резиста одиночным штампом и др.
Рентгенодифракционные методы анализа тонких приповерхностных слоев, методы анализа экспериментальных данных гамма-резонансной спектроскопии – сфера исследований Лаборатории физики поверхности и микроэлектронных структур. Для изучения сверхрешеток GaAlAs/GaAs предложен метод скользящей геометрии Брегга-Лауэ, позволивший повысить чувствительность к наличию инородных кристаллических слоев на поверхности кристалла более чем на два порядка. Разработан принципиально новый подход к анализу Мессбауэровских спектров с большим числом компонентов, основанный на применении стандартных гамма-резонансных спектров. Изучение теоретических основ технологии осаждения многослойных покрытий с воспроизводимостью толщин слоев 0,1–0,2 нм дали импульс разработке фокусирующих зеркал. В числе достижений Лаборатории можно также назвать макет сканирующего рентгеновского микроскопа и рентгеновского устройства для интегральной диагностики шероховатости сверхгладких поверхностей.
Недавно в институте создана Лаборатория физики квантовых компьютеров, которая будет вести исследования в одном из самых перспективных направлений информационных систем будущего.
Как известно, юбилей – это не только парадные речи и поздравления, но и пора подведения итогов. Физико-технологический институт может по праву гордиться результатами своей десятилетней работы, тем более что это были тяжелейшие годы для всей российской науки. Редакция поздравляет коллектив института, его бессменного директора Камиля Ахметовича Валиева с юбилеем и желает дальнейших успехов в служении высокой науке.
Отзывы читателей
