The object of research, development or design (in Russian) : Тонкие пленки нитрида кремния на кремнии

The object of research, development or design (in Kazakh) : Кремнийдегі кремний нитриді жұқа қабықшалар

Aim of work (in Russian) : Определение условий повышения времени жизни ловушек заряда и исследование процесса формирования нанокластеров кремния, при комнатных температурах

Aim of work (in Kazakh) : Заряд тұзақтарының өмір сүру уақытын арттыру жағдайларын анықтау және бөлме температурасында кремний нанокластерлерінің қалыптасу процесін зерттеу

Методы исследования (на русском) : Методом PECVD создаются образцы, с минимальными внутренними механическими напряжениями. Преимуществом облучения быстрыми тяжелыми ионами, является возможность внедрения примеси, значительно превышающей их предел растворимости в материале мишени. Для энергетической активации, образованных в результате облучения дефектов, проводят соответствующие термообработки пластин. Размер сформированных нанокристаллов зависит от температуры образцов при облучении, режимов пост-имплантационного отжига и от плотности ионного тока. Методом КРС определялось наличие Si-H и N-H связей. Это влияет на структуру образца, формирование K и N парамагнитных излучательных центров и соответственно на интенсивность фотолюминесценции. В результате повышения чувствительности методов ЭПР и КРС, с большой точностью определены этапы формирования нанокристаллов кремния и парамагнитных центров.

Методы исследования (на казахском) : PECVD әдісі арқылы ішкі механикалық кернеуі ең аз үлгілер жасалады. Жылдам ауыр иондармен сәулеленудің артықшылығы – оларды нысан материалдарында еруін айтарлықтай арттырратын қоспаларды енгізу мүмкіндігі. Сәулелену нәтижесінде пайда болған ақауларды энергетикалық активациялау үшін, тақталарға тиісті жылумен өңдеу жүргізіледі. Қалыптасқан нанокристалдардың мөлшері сәулелену кезіндегі үлгілердің температурасына, имплантациядан кейінгі күйдіру режимдеріне және иондардың ток тығыздығына байланысты болады. Рамандық спектроскопия әдісі Si-H және N-H байланыстарының барын анықтады. Бұл үлгінің құрылымына, K және N парамагниттік сәуле шығару орталықтарының қалыптасуына және сәйкесінше фотолюминесценция қарқындылығына әсер етеді. ЭПР және КРС әдістерінің сезімталдығын жоғарылату нәтижесінде кремний нанокристалдары мен парамагниттік орталықтарын қалыптасу кезеңдері үлкен дәлдікпен анықталды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Исследована ФЛ нестехиометрических пленок нитрида кремния с избыточным содержанием Si и N. Наблюдаемые полосы связаны с электронными переходами между уровнем К-центра и хвостовыми состояниями зоны проводимости. Отжиги при 600 и 800°C в атмосфере аргона повышают интенсивность ФЛ. Рост температуры отжига до 1100ºC приводит к падению интенсивности свечения для двух типов образцов. Чем больше уровень структурной разупорядоченности, тем больше интенсивность ФЛ. Это подтверждает факт, что свечение пленок нитрида кремния с небольшим отклонением от стехиометрии связано с наличием дефектов в матрице нитрида кремния и зоны хвостовых состояний. Новизна: 1.При изменении стехиометрического параметра от 1,5 до 1,1 происходит изменение максимума ФЛ нитридной пленки из синей в красную область спектра. Максимальная интенсивность ФЛ достигается после отжига в атмосфере Ar при 600 °C для образца 1 и на воздухе при 800 °C для образца 2. Это позволяет создать светоизлучающие структуры с расширенным спектральным диапазоном. 2.Впервые для идентификации парамагнитных центров нитрида кремния была применена методика накопления сигнала вдоль спектра. Данная методика в совокупности со стандартным методом усреднения по времени позволила детально определить причины свечения исследуемых образцов.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Артық мөлшерде Si мен N бар стехиометриялық емес кремний нитриді қабықшаларының ФЛ спектрлері зерттелді. Бақыланатын жолақтар K-орталығының деңгейі мен өткізгіштік аймақтың жиегіндегі күйлері арасындағы электронды ауысулармен байланысты. Аргон атмосферасында 600 және 800 °C температурада күйдіру ФЛ-нің қарқындылығын арттырады. Жасыту температурасының 1100 ºC дейін жоғарылауы үлгілердің екі түрі үшін люминесценция қарқындылығының төмендеуіне әкеледі. Құрылымдық ретсіздіктің дәрежесі неғұрлым жоғары болса, ФЛ қарқындылығы соғұрлым жоғары болады. Бұл кремний нитриді қабықшаларының стехиометриядан аздап ауытқып жарықтануы кремний нитриді матрицасында және жиегіндегі күйлер аймағында ақаулардың болуына байланысты екенін растайды. Жаңалығы: 1. Стехиометриялық параметрді 1,5-тен 1,1-ге дейін өзгерген кезде, нитридті пленканың ФЛ максимумының орны көктен қызыл спектр аймағына ығысады. Максималды ФЛ қарқындылығына 1 үлгі үшін аргон атмосферасында 600°C температурада күйдіруден кейін , ал 2 үлгі үшін 800 °C температурада ауада қыздырылған кейін байқалады. Бұл кеңейтілген спектрлік диапазоны бар жарық шығаратын құрылымдарды жасауға мүмкіндік береді. 2. Алғаш рет кремний нитридінің парамагниттік орталықтарын анықтау үшін спектр бойынша сигналдарды жинақтау әдістемесі қолданылды. Бұл әдіс стандартты уақыт бойынша орташалау әдісімен біріктіріліп, зерттелетін үлгілердің сәулеленуінің себептерін анықтауға мүмкіндік берді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Применение нескольких способов повышающих чувствительность метода ЭПР позволило детально изучить парамагнитные центры, ответственные за излучение в тонких пленках нитрида кремния. Методом PECVD и последующими отжигами были синтезированы светоизлучающие структуры с расширенным спектральным диапазоном. Экономический эффект от реализации проекта состоит в применении энергоэкономного метода синтеза образцов- PECVD.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : ЭПР әдісінің сезімталдығын арттыратын бірнеше әдістерді қолдану кремний нитридінің жұқа пленаларында сәулеленуге жауапты парамагниттік орталықтарды егжей-тегжейлі зерттеуге мүмкіндік берді. Кеңейтілген спектрлік диапазоны бар жарық шығаратын құрылымдар PECVD әдісімен және кейінгі қыздыру арқылы синтезделді. Жобаның экономикалық тиімділігі үлгілерді синтездеудің энергиялық тиімді әдісін – PECVD пайдалану болып табылады.

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) : Создание структур с расширенным спектральным диапазоном излучения при пониженной температуре (350оС) определяет эффективность данного проекта. Применение метода ЭПР в совокупности с двумя методиками, повышающими его чувствительность позволяют детально определить светоизлучающие парамагнитные центры.

Efficiency (in Kazakh) : Төмен температурада (350°C) сәулеленудің кеңейтілген спектрлік диапазоны бар құрылымдарды жасау осы жобаның тиімділігін көрсетеді. ЭПР әдісін оның сезімталдығын арттыратын екі әдіспен бірге қолдану жарық шығаратын парамагниттік орталықтарды егжей-тегжейлі анықтауға мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Область применения научных статей и (или) обзоров – распространение полученных результатов работы. Целевыми потребителями являются научные группы, занимающиеся исследованиями в области материалов для микроэлектроники. Область применения патента являются – защита интеллектуальной собственности. Целевые потребители – исследовательская группа и «Физико-технический институт» в целях дальнейшей коммерциализации результатов проекта. Технология чипов памяти может быть применена в компаниях по производству микроэлектроники, а также в организациях по разработке мемристоров.

Field of application (in Kazakh) : Ғылыми мақалаларды және (немесе) шолуларды қолдану саласы – алынған жұмыс нәтижелерін тарату. Мақсатты тұтынушылар микроэлектроникаға арналған материалдар саласындағы зерттеулермен айналысатын ғылыми топтар болып табылады. Патенттің қолданылу саласы - зияткерлік меншікті қорғау болып табылады. Мақсатты тұтынушылар - жоба нәтижелерін одан әрі коммерцияландыру мақсатында зерттеу тобы және "Физика-техникалық институт". Жад чиптерінің технологиясын микроэлектроника компанияларында, сондай-ақ мемристорларды дамыту ұйымдарында қолдануға болады.