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 нитридінің жұқа қабықшалары

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) : Плазменное осаждение из паровой фазы, ионное облучение образцов, метод XRD, просвечивающая электронная микроскопия, комбинационное рассеяние света, электронный парамагнитный резонанс, корреляционное моделирование.

Методы исследования (на казахском) : Бу фазасынан плазмалық тұндыру, үлгілердің иондық сәулеленуі, XRD әдісі, сәулелендіргіш электронды микроскопия (ПЭМ), Раман спектроскопиясы, ЭПР әдісі, корреляциялық модельдеу.

Obtained results and novelty (in Russian) : В образцах до ионного облучения наблюдалась широкая полоса фотолюминесценции 400–600нм, связанная с электронными переходами между «хвостами» зоны проводимости и валентной зоны нитрида кремния. Облучение и последующий отжиг при температуре 900°С увеличивали интенсивность фотолюминесценции выше исходного уровня. При исследовании методом ЭПР выявлена анизотропия ПМЦ, то есть присутствие нескольких видов центров. С ростом температуры отжига уменьшается интенсивность полосы КРС с максимумом при 480 см-1, связанной с присутствием фазы аморфного кремния и появляется низкочастотное плечо у полосы при 520 см-1, связанной с сигналом от кремниевой подложки. 2) Обоснование научной новизны проекта: Определена глубина ловушек заряда, образованных в результате ионного облучения с последующей термической обработкой. Это позволило оценить объем памяти на основе Si3N4. КРС спектроскопия позволяет выявить нанокластеры кремния. Чем меньше размер кластера, тем более эффективная фотолюминесценция. Однако при этом идентификация таких структур затруднительна. В данном проекте проведена работа по повышению чувствительности метода КРС. Применение методики накопления сигнала вдоль спектра ЭПР позволило на порядок повысить чувствительность метода, по сравнению со способом усреднения по времени. При этом время проведения экспериментов уменьшилось.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Ионды сәулеленуге дейінгі үлгілерде өткізгіштік зонаның «құйрықтары» мен кремний нитридінің валенттік жолағы арасындағы электронды ауысулармен байланысты 400-600 нм кең фотолюминесценция жолағы байқалды. Сәулелендіру және кейіннен 900°С температурада күйдіру фотолюминесценция қарқындылығын бастапқы деңгейден жоғарылатты. ЭПР әдісімен зерттеу кезінде ПМО-дың анизотропия белгілері, яғни орталықтардың бірнеше түрі байқалды Раман спектрлерінде келесі заңдылық байқалады: күйдіру температурасы жоғарылаған сайын аморфты кремний фазасының болуына байланысты максимум 480 см–1 жолақ қарқындылығы төмендейді және кремний төсенішінің сигналмен байланысты 520 см–1 жолақта төмен жиілікті иық пайда болды. 2) Жобаның ғылыми жаңалығын негіздеу Иондық сәулелену және кейіннен термиялық өңдеу нәтижесінде пайда болған заряд тұзақтарының тереңдігі анықталады. Бұл Si3N4 негізіндегі жад көлемін бағалауға мүмкіндік берді. Раман спектроскопия кремний нанокластерлерін анықтауға мүмкіндік береді. Кластердің мөлшері неғұрлым аз болса, фотолюминесценция соғұрлым тиімді. Алайда, мұндай құрылымдарды анықтау қиын. Бұл жобада Раман спектроскопия әдісінің сезімталдығын арттыру жұмысы жүргізілді. ЭПР спектрі бойымен сигнал жинақтау әдісін қолдану уақыт бойынша орташалау әдісімен салыстырғанда әдістің сезімталдығын арттыруға мүмкіндік берді. Бұл жағдайда эксперименттер уақыты айтарлықтай азайды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Применение метода выделения сигнала из шума позволило зарегистрировать малоактивные парамагнитные центры, которые влияют свойства материала чипов памяти. Так же с помощью данного метода был определен характер шума, который влияет на регистрацию центров. Парамагнитные центры являются важной составляющей элемента памяти. Детальная информация об этих частицах влияет на работу данных микроэлектронных устройств. Внедрение чипов памяти, на основе материалов хорошо интегрированных в планарную кремниевую технологию повысит эффективность электронных устройств и повлияет на их стоимость.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Шудан сигналды бөлу әдісін қолдану жад микросхемаларының материалының қасиеттеріне әсер ететін белсенділігі төмен парамагниттік орталықтарды тіркеуге мүмкіндік берді. Сондай-ақ, осы әдіс арқылы орталықтарды тіркеуге әсер ететін шудың сипаты анықталды. Парамагниттік орталықтар жады элементінің маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Бұл бөлшектер туралы толық ақпарат осы микроэлектрондық құрылғылардың жұмысына әсер етеді. Жазық кремний технологиясына жақсы біріктірілген материалдар негізінде жад микросхемаларын енгізу электронды құрылғылардың тиімділігін арттырады және олардың құнына әсер етеді.

Level of implementation (in Russian) : Планируется на третьем году реализации проекта

Level of implementation (in Kazakh) : Жобаның іске асуының үшінші жылында жоспарлануда

Efficiency (in Russian) : Ионное облучение исследуемых образцов и последующая термическая обработка позволила увеличить интенсивность фотолюминесценции, и повысить эффективность работы светодиодов на основе нитрида кремния. Повышение чувствительности КРС спектроскопии позволила идентифицировать нанокластеры кремния, ответственные за интенсивную фотолюминесценцию. Применение специальной методики для ЭПР позволило выявить постепенно растущий сигнал от парамагнитных центров и уменьшить время проведения экспериментов.

Efficiency (in Kazakh) : Зерттелетін үлгілердің иондық сәулеленуі және одан кейінгі термиялық өңдеу фотолюминесценцияның қарқындылығын арттыруға және кремний нитриді негізіндегі жарықдиодтардың тиімділігін арттыруға мүмкіндік берді. Раман спектроскопиясының сезімталдығының жоғарылауы қарқынды фотолюминесценцияға жауапты кремний нанокластерлерін анықтауға мүмкіндік берді. ЭПР үшін арнайы әдістемені қолдану парамагниттік орталықтардан бірте-бірте өсіп келе жатқан сигналды анықтауға және эксперименттер уақытын қысқартуға мүмкіндік берді.

Field of application (in Russian) : Областью применения результатов данных исследований являются компании по производству материалов для микроэлектроники. Так же данные результаты применимы в области дальнейших исследований в физике конденсированного состояния и материаловедения.

Field of application (in Kazakh) : Бұл зерттеулердің нәтижелерін қолданушы микроэлектроникаға арналған материалдар шығаратын компаниялар болып табылады. Сондай-ақ, бұл нәтижелер конденсацияланған күй физикасы мен материалтанудағы кейінгі зерттеулер саласында қолданылады.