Журнал | О кафедрах
          Кафедра физики полупроводников // Физические основы нанотехнологии

Физические основы нанотехнологии

Полугодовой курс читается в 10-ом семестре.

     Программа лекций

  1. Введение.
    1.1. Определение нанотехнологии. Пределы микроминиатюризации полупроводниковых устройств. Основные требования к технологии субмикронных приборов и наноструктур.

  2. Эпитаксия, нанесение металлов и диэлектриков. Ионная имплантация.
    2.1. Эпитаксия из молекулярных пучков и газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений.
    2.2. Получение d-легированных слоев, латеральных сверхрешеток. Физические причины размытия границ раздела слоев и примесных профилей. Предельные возможности создания атомарногладких гетерограниц и сверхрезких примесных профилей при эпитаксии.
    2.3. Получение структур с квантовыми нитями и квантовыми точками. Спонтанное упорядочение полупроводниковых наноструктур (самоорганизация). Трехмерные массивы когерентно напряженных островков.
    2.4. Нанесение металлических и диэлектрических пленок при физическом распылении. Стимулированное плазмой осаждение из газовой фазы.
    2.5. Получение модулированных структур, формирование металлических и диэлектрических прослоек в полупроводниковых структурах, геттерирование примесей при имплантации ионов высоких энергий. Пассивация примесей.

  3. Микролитография.
    3.1. Позитивные и негативные резисты. Фоторезисты: фотохимические свойства, фоточувствительность, растворимость, разрешающая способность. Радиационные резисты: рентгеновские, ионные, электронные.
    3.2. Нанесение резистных пленок: центрифугирование, способ Ленгмюра-Блоджет, осаждение из газовой фазы.
    3.3. Оптическая литография: элементы дифракционной теории формирования изображений; разрешение, практическое разрешение; экспонирование фоторезистов; контактная печать и печать с зазором, проекционная печать, совмещение, фотошаблоны, сенситометрия. Внутренний и внешний эффекты близости. Перспективы развития оптической литографии.
    3.4. Электронная литография: рассеяние пучка электронов при экспонировании резистов, коэффициенты прохождения пучка электронов сквозь тонкую пленку и отражения от мишени; распределение плотности энергии, выделенной электронами в слое резиста; эффект близости, методы коррекции эффекта близости; передаточная функция трафаретных масок.
    3.5. Рентгеновская литография: элементы рентгеновской оптики; источники излучения; свойства синхротронного излучения; рентгено-литографические системы теневого переноса изображения с зазором; системы совмещения, контраст теневых масок, рентгеновские резисты, разрешающая способность.
    3.6. Ионно-лучевая литография: физические процессы ионно-лучевой литографии; источники: жидкометаллические, плазменные; экспонирование резистов ионными пучками; проекционные ионно-лучевые системы и системы для печати с зазором.
    3.7. Формирование наноструктур с помощью сканирующей туннельной микроскопии и атомно-силовой микроскопии.

  4. Анизотропное селективное травление.
    4.1. Реактивное ионное травление: общие принципы, параметры процесса, селективность, анизотропность, скорость травления, травление некоторых материалов и структур, оборудование.
    4.2. Ионно-лучевое травление: физика ионно-лучевого распыления (травления), зависимость коэффициента распыления от угла падения пучка, переосаждение материала; области применения, оборудование.
    4.3. Реактивное ионно-лучевое травление: физико-химические основы, ионные источники, применение.
    4.4. Травление под действием ультрафиолетового излучения.

  5. Чистые комнаты, их классификация. Требования к оборудованию и технологическим процессам.

     Литература

  1. Валиев К. А. Физика субмикронной литографии. М.: Наука, главная редакция физико-математической литературы, 1990.
  2. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры. /Под ред. Л. Ченга и К. Плога. М.: Мир, 1989.
  3. Плазменная технология в производстве СБИС./ Под ред. Н. Айспруна и Д. Брауна. М.: Мир, 1987.
  4. Моро У. Микролитография. Т.1 и 2. М.: Мир, 1990.
  5. Ивановский Г. Ф., Петров В. И. Ионно-плазменная обработка материалов. М.: Радио и связь, 1986.
  6. Боков Ю. С. Фото-, электроно-. рентгенорезисты. М.: Радио и связь , 1982.
  7. Чистые помещения./ Под ред. И. Хаякавы. М.: Мир, 1990.
Программу составил А. В. Двуреченский     
Профессор кафедры физики полупроводников НГУ