ПОЛУЧЕН РОССИЙСКИЙ ПАТЕНТ
Большой Золотой медалью Всесибирской политехнической
выставки-2002 на Сибирской Ярмарке в октябре отмечена работа
Института физики полупроводников СО РАН "Создание технологии
КНИ-структур — кремний-на-изоляторе и изготовление
КНИ-нанотранзисторов как основы элементной базы вычислительной
техники XXI века". Результаты работы были представлены на стенде
КНИ-нанотранзистор — основа элементной базы вычислительной
техники XXI века.
И.Антонова, О.Наумова, В.Попов, Н.Придачин
 |
| Сотрудники лаборатории физических основ материаловедения
кремния обсуждают результаты измерений параметров
нанотранзисторов.
|
Так называемый МОП-транзистор — основной элемент интегральных
схем, используемых в современных электронных устройствах, таких
как компьютеры, телевизоры и т.д.. Нанотранзистор — это прибор с
размерами рабочей области в диапазоне от 100 до 1нм. Массовое
производство транзисторов с размерами 20-10 нм означает
возможность создания интегральных схем с плотностью элементов на
кристалле ~108 см-2 с одновременным повышением рабочей частоты до
10-40 ГГц, что соответствует выполнению одной операции за
10-8-10-9 с.
Ведущие мировые фирмы (Intel, IBM, AMD, Motorolla) проводят
целенаправленный научно-технический поиск в области разработки
технологий изготовления высокопроизводительных
многофункциональных систем не на пластинах объемного кремния, а
на базе нового материала — так называемых структур
"кремний-на-изоляторе" (КНИ), в которых кремниевая подложка
отделена от монокристаллической тонкой рабочей пленки кремния
диэлектрическим слоем аморфного диоксида кремния. Фирма Intel уже
сообщила об изготовлении "терагерцового" КНИ-транзистора с длиной
рабочей области 30 нм, прогнозируя серийный выпуск таких приборов
к 2007 году, а к 2015 г. — с длиной канала 15 нм.
| В лаборатории создан
сверхчистый технологический участок изготовления структур
кремний-на-изоляторе,
который не уступает мировым требованиям для проведения работ
такого класса. Руководитель лаборатории, кандидат физико-математических наук
В.Попов на технологическом участке создания КНИ-структур.
|
 |
| Технолог первой категории Н.Дудченко в чистой комнате за
контролем качества поверхности структур КНИ.
|
Ведущими специалистами на последних международных конференциях по
микроэлектронике признано, что КНИ-технология, изначально
предназначенная для создания радиационно стойкой военной и
специальной электронной аппаратуры, стала в настоящее время и, по
крайней мере, на 10-15 ближайших лет, — главным направлением
развития всей микроэлектроники. Это обусловлено тем, что замена
пластин кремния, основного полупроводникового материала
микроэлектроники, на КНИ-структуры обеспечивает не только
существенное улучшение технико-экономических характеристик
микроэлектронных приборов (повышение быстродействия, уменьшение
энергопотребления, повышение надежности, уменьшение
геометрических размеров, сокращение технологического цикла). Это
основа создания новых типов и конструкций приборов, реализация
которых в кремниевой микроэлектронике невозможна или
технологически затруднена.
Производство КНИ-структур и КНИ-элементной базы относится к
области высоких технологий и является необходимым условим
сохранения и развития электронной компонентной базы для
обеспечения экономической независимости и обороноспособности
страны. В России до начала настоящей работы не было такого
производства.
 |
| Инженер-технолог Э.Жанаев обеспечивает химическую обработку
пластин кремния перед соединением (класс 10 в рабочей зоне).
|
Мировые потребности микроэлектроники в 2008 г. оцениваются 30 млн
КНИ-пластин в год. В настоящее время серийный выпуск пластин КНИ
в США, Японии и Франции налажен в объеме до 1 млн штук в год.
Западные фирмы уже сейчас озабочены отсутствием мощностей по их
производству. Из-за возможности двойного применения продажа
пластин КНИ в страны бывшего СССР ограничена. В Институте физики
полупроводников СО РАН в 1996-2001 годах была разработана
технология, названная DeleCut (oxide Irradiated with ions and
deleted, Cut), обеспечившая возможность создания экономически
эффективного производства в России высококачественных структур
кремний-на-изоляторе для микроэлектроники и получен Российский
патент. Технология передана в 2002 г. в Научно-исследовательский
институт микроэлектроники и завод "Микрон" (г.Зеленоград) для
организации промышленного производства КНИ-пластин объемом до
четверти млн штук в год.
В настоящее время в Институте физики полупроводников ведутся
интенсивные работы по созданию приборов нанометрового диапазона
на базе этих структур. Так, например, изготовлены КНИ
МОП-транзисторы с минимальным размером канала около 50 нм, что и
было оценено Большой Золотой медалью Сибирской ярмарки.
Одновременно ведутся разработки новых перспективных конструкций
транзисторов с предельными размерами до 20 нм.
Вызывает сожаление отсутствие в Новосибирске базовых предприятий
микроэлектроники, обладающих современным оборудованием с
проектной нормой хотя бы на уровне 0,35 мкм для внедрения
результатов работы такого уровня. И финансирования недостаточно
для расширения исследований по развитию нанотехнологии на
КНИ-структурах.
Фото Владимира Новикова
стр. 7
|
