автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Разработка и исследование технологических основ процесса фотонностимулированного локального анодного окисления наноструктур на основе Si/SiO2/Ti

На правах рукописи

СМИРНОВ Владимир Александрович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ПРОЦЕССА ФОТОННОСТИМУЛИРОВАННОГО ЛОКАЛЬНОГО АНОДНОГО ОКИСЛЕНИЯ НАНОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ Б^БЮ/П

Специальность 05 27 01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□ □34451 13

Таганрог - 2008

003445113

Работа выполнена в Технологическом институте Южного федерального университета в г Таганроге

на кафедре "Технологии микро- и наноэлектронной аппаратуры"

Научный руководитель кандидат технических наук, профессор

А М Светличный (ТТИ ЮФУ, г Таганрог),

Официальные оппоненты

кандидат технических наук

И И ПИВОВАРОВ (НИИ СВЯЗИ, г

Таганрог)

доктор технических наук, профессор А Г ЗАХАРОВ (ТТИ ЮФУ, г Таганрог)

Ведущая организация

Закрытое акционерное общество "Нанотехнология - МДТ" (г Москва)

Затша сосготся «28» ашуста 2008 г в 10 ч 20 мин на заседании диссертационного совета Д212 208 23 в Технологическом институте Южного федерального университета в г Таганроге по адресу 347928, г Таганрог, ул Шевченко,2, ауд Е-306

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной библиотеке Южного федерального университета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Разработка элементной базы наноэлектроники предъявляет повышенных требований к разрешающей способности и точности выполнения технологических операций Одной из основных проблем при изготовлении элементов наноэлектроники является необходимость разработки и совершенствования методов литографии, которые должны обеспечивать воспроизводимость изготовления элементов приборов атомного масштаба Зондовая нанолитография методом локального анодного окисления (JIAO) является мощным и многофункциональным методом получения оксидных наноразмерных структур (ОНС) с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ)

Известно, что процессы формирования наноразмерных структур характеризуются недостаточной воспроизводимостью Это связано с сильным влиянием параметров технологической среды (влажность, температура) и качества подложки (зернистость пленки металла, наличие нарушенного слоя на поверхности полупроводниковых подложек и тд) Также при проведении нанолитографии локальные неоднородности свойств материалов приводят к нестабильности процессов токо- и массопереноса в зазоре зонд-подложка, следствием этого является неравномерность геометрических параметров оксидных наноструктур и снижение разрешающей способности и воспроизводимости процесса нанолитографии методом ЛАО

В микроэлектронике накоплен значительный положительный опыт по применению некогерентных и лазерных световых потоков на различных стадиях технологического процесса изготовления интегральных микросхем (ИМС) В том числе и на операциях получения ультратонкого диэлектрика Установлено, что применение фотонного излучения наиболее эффективно, а в некоторых случаях является единственным решением, при изготовлении ИМС с минимальными размерами менее 1 мкм Поэтому актуальным способом повышения разрешающей способности зондовой нанолитографии является введение в зазор зонд-подложка фотонного излучения, оказывающего значительное влияние на процесс формирования однородного окисла и снижающее влияние неоднородных свойств материалов В настоящее время механизм получения ультратонких диэлектрических пленок, влияния поля и фотонного излучения на эти процессы достаточно не изучен Поэтому проведение этих исследований актуально для получения оксидных наноразмерных структур и разработки элементной базы наноэлектроники зондовыми методами

Цель и задачи диссертационной работы

Целью диссертационной работы является разработка и моделирование фотонностимулированного технологического процесса локального анодного окисления наноструктур на основе Si/Si02/Ti для создания элементной базы наноэлектроники

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи

• определить возможности применения фотонной стимуляции при формирования структур и устройств наноэлектроники,

• определить основные механизмы процессов локального анодного окисления металлов, а также массопереноса в межэлектродном зазоре зонд-подложка АСМ,

• разработать математическую модель процессов формирования наноструктур методом JIAO в условиях фотонной стимуляции,

• исследовать режимы формирования наноразмерных структур методом ЛАО с использованием фотонной стимуляции,

• исследовать влияние фотонной стимуляции на воспроизводимость и однородность наноразмерных структур, сформированных методом ЛАО,

• разработать топологию и технологические маршруты формирования структур наноэлектроники на основе наноразмерных каналов проводимости применительно к многофункциональному сверхвысоковакуумному нанотехнологическому комплексу НАНОФАБ НТК-9

Научная новизна работы

1 Проведена оценка распределения температуры в области воздействия зонда при проведении ЛАО пленки, в результате которой было показано, что в локальной области диаметром порядка 10 им под зондом АСМ при приложении импульсов напряжения амплитудой 10 В и расстоянии зонд-подложка 0,5 нм, температура подложки много больше температуры испарения воды, и поэтому можно сделать вывод, что активные частицы окислителя поступают в зазор зонд подложка из газовой атмосферы воздуха в технологической камере и переносятся в зоне реакции под действием электрическою поля

2 Предложена математическая модель расчета скорости роста оксидных наноразмерных структур при ЛАО поверхности металла с учетом напряженности поля системы зонд-подложка, фотонной стимуляции, а также относительной влажности воздуха внутри технологической камеры

3 Предложена методика получения оксидных наноразмерных структур методом ЛАО в условиях фотонной стимуляции, позволяющая определять режимы формирования ОНС, а также воспроизводимо создавать однородные наноразмерные каналы проводимости с поперечными размерами порядка 10 нм

4 Проведены комплексные исследования режимов формирования оксидных наноразмерных структур в пленки титана методом ЛАО в условиях фотонной стимуляции некогерентным УФ- и ИК-излучением

Практическая значимость:

1 Получены режимы ЛАО пленки титана в условиях фотонной стимуляции некогерентным УФ- и ИК-излучением, использование которых позволило повысить разрешающую способность и воспроизводимость данного метода ианолитографин

2 Получены структуры каналов проводимости методом фотонностимулированного ЛАО в пленке титана с поперечными размерами порядка 10 нм, которые могут быть использованы при разработке и формировании элемент ной базы наноэлектроники

3 Определены режимы формирования оксидных наноразмерных структур в пленке никеля методом ЛАО, которые могут быть использованы в качестве каталитических центров при росте углеродных нанотрубок, а также нанокристаллов ZnO, Zn4Mg|_xO

4 Получены наноразмерные структуры логического вентиля, диода и выпрямителя на основе наноразмерных каналов проводимости в титановой пленке с помощью АСМ

5 Разработана топология и технологические маршруты изготовления тестового кристалла для создания планарных элементов наноэлектроники, методом фотонностимулированного ЛАО, применительно к многофункциональному сверхвысоковакуумному нанотехнологическому комплексу НАНОФАБ НТК-9

Положения, выносимые на защиту

1 Модель расчета скорости роста оксидных наноразмерных структур при ЛАО поверхности металла с учетом напряженности электрического поля системы зонд-подложка, фотонной стимуляции, а также относительной влажности воздуха внутри технологической камеры

2 Закономерности формирования оксидных наноразмерных структур методом ЛАО от температуры подложки, материала проводящего покрытия кантилеверов, амплитуды и длительности импульсов напряжения, прикладываемою к системе зонд-подложка в условиях фотонной стимуляции

3 Предложенный метод, основанный на фотонной стимуляции нанолитографии методом ЛАО, позволяет получать однородные наноразмерные каналы проводимоти с поперечными размерами порядка 10 им

4 Применение стимуляции УФ- и ИК-нзлученнем увеличило латеральное разрешение зондовой нанолитографии методом ЛАО с помощью АСМ по сравнению с существующей технологией, а также повысило однородность и воспроизводимость формирования ОНС

5 Метод ЛАО позволяет формировать оксидные наноразмерные структуры в пленке никеля в виде точек с диаметром от 25 до 100 им, которые могут быть использованы в качестве каталитических центров при росте углеродных нанотрубок, а также нанокристаллов ZnO,ZnxMgi хО

6 Топологии и технологический маршрут формирования наноразмерных диодных структур, структуры логического вентиля и выпрямителя на основе наноразмерных каналов проводимости в титановой пленке в условиях фотонной стимуляции

Реализация результат» работы

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом госбюджетных научно-исследовательских работ кафедры 1M и НА и НОЦ «Нанотехнологии» в 2005 - 2008 г г «Разработка теоретических основ построения систем мониторинга природной среды на ôaie микро- и нанотехнологии» (№ гос регистрации 01200402781), «Проведение исследовательской работы в области нанотехнологии с привлечением студентов и аспирантов ТРТУ» (№ гос регистрации 01200508390), «Разработка принципов

построения и основ теории нетермически активируемых технологических процессов создания элементной базы наноэлектроники» (№ гос регистрации 01200501949), «Исследование принципов построения и процессов формирования структур нано- и микроэлектроники фотонно-стимулированными зондовыми методами и мощными потоками ИК- излучения» (№ гос регистрации 02200607615)

Результаты диссертационной работы внедрены на промышленном предприятии ЗАО «Нанотехнология - МДТ» (г Москва), а также в учебный процесс на кафедре ТМ и НА ТТИ ЮФУ

Апробация работы

Основные научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на различных международных и всероссийских научных конференциях и семинарах, в частности XIII Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика» (Зеленоград, 2006), VIII Всероссийская научная конференция студентов и аспирантови «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления» (Taianpor, 2006), X Международная научная конференция и школа-семинар «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники» (Дивноморское, Россия, 2006), VI Международная научная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск, 2006), Ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр южного научного центра РАН (Ростов-на-Дону, 2005-2008), Международная научная конференция «Тонкие пленки и наноструктуры» (Москва, 2005), Международная научно-техническая школа-конференция «Молодые ученые - науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике» (Москва, 2006), Международный симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника» (Нижний Новгород, 2007, 2008)

Результаты работы отмечены дипломами ряда конференций и конкурсов научных работ Всероссийского смотра-конкурса научно-технического творчества (Новочеркасск, 2005), Конференции Южного научного центра РАН (2005-2008), Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления» (Таганрог, 2006), Международной научно-технической школы-конференции «Молодые ученые - науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике» (Москва, 2006)

Публикации

По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе, 4 статьи опубликовано в журналах, входящих в Перечень ВАК В ВНИИТЦ зарегистрировано 7 отчетов по НИР

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников Содержание диссертации изложено на 150 страницах и включает 59 страниц с рисунками, 4 страницы с таблицами и список

использованных источников, включающий 103 наименований В приложениях содержатся акты о внедрении результатов диссертационной работы

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В введении обоснована актуальность темы диссертации, приведены цель работы, основные задачи исследований, научная новизна и практическая значимость работы, приведены сведения об апробации работы и структуре диссертации

В первой главе представлен обзор современных литографических методов формирования структур интегральных микросхем, таких как оптическая, электронно-лучевая, ионно-лучевая, рентгеновская литография, литография в экстремальном ультрафиолете. Рассмотрены основные принципы действия, достоинства и недостатки альтернативных методов нанолитографии, основанных на использовании сканирующего зондового микроскопа динамическая атомно-силовая литография, полевое испарение, dip-pen нанолитография, локальное анодное окисление Описаны конструкции и электрические характеристики устройств наноэлектронки, созданных методом локального анодного окисления Рассмотрены подходы к модернизации нанолитографии методом JIAO, показана перспективность применения фотонной стимуляции при формировании оксидных наноразмерных структур методом JIAO Сделан вывод, что для повышения однородности и воспроизводимости формирования оксидных наноразмерных структур методом J1AO необходимо в зазор зонд-подложка АСМ ввести излучение, оказывающее дополнительное управляющее воздействие на рост ОНС

Во второй главе представлены результаты моделирования и анализа механизмов локального анодного окисления металла Показано, что на данный момент, несмотря на большое количество экспериментальных исследований метода ЛАО, механизм ЛАО точно не определен Для выявления наиболее вероятных реакций, протекающих при ЛАО пленки титана, были проведены термодинамические расчеты, в результате которых показано, что наиболее вероятным является процесс Ti+02 ТЮ2

Проведена оценка распределения температуры в области воздействия зонда при ЛАО титана, в результате которой было показано, что в локальной области, определяемой радиусом закругления острия, под зондом АСМ температура подложки выше температуры испарения воды, и поэтому можно сделать вывод, что активные частицы окислителя поступают в зазор зонд-подложка не из пленки адсорбированной на поверхности подложки вода, а из газовой фазы атмосферы воздуха в технологической камере

В рамках классической физической модели рассматривается зависимость толщины формируемых ОНС от времени роста, при этом связь между Xo(t) и технологическими параметрами можно установить через потоки JJ2 и J3 Транспорт молекул окислителя из объема газовой фазы к поверхности природного оксида

металла, можно описать потоком транспорт растворенных в оксиде молекул окислителя через слой природного оксида металла к границе МеОх-Ме, характеризуемый потоком ^ и химическая реакция окисления металла, протекающая на границе МеОх-Ме и характеризуемая потоком Хз В стационарном режиме потоки равны .^г^з^ Г к образование оксида непрерывно, происходит обеднение приповерхностной области газовой фазы за счет растворения молекул окислителя в МеОх, при этом в приповерхностном диффузионном слое толщиной 5 возникает градиент концентрации молекул окислителя, который создает диффузионный поток по направлению к границе

0)

где Р - коэффициент массопереноса в газовой фазе, связанный с коэффициентом

диффузии молекул окислителя £>г следующим выражением Р=БГ 16, Сд -

г

концентрация молекул окислителя, с - поверхностная концентрацию молекул

окислителя Толщина диффузионного слоя 8 является феноменологическим параметром и определяется экспериментально

(2)

где х0 - толщина оксида, - вероятность захвата свободного электрона

нейтральным атомом кислорода, £ - напряженность электрического поля системы зонд-подложка,

— ,

(3)

где к, - константа скорости реакции окисления металла

В результате получены расчетные выражения для скорости роста оксида и зависимости толщины оксида от времени

сЬс0

Л

М,

к* Хл

1+ ? +-А

1 о J А

1+/?, -*-х0Е кТ

(4)

где N0 - удельная плотность атомов в оксиде (число атомов необходимое для образования единицы объема оксида), Р - коэффициент массопереноса молекул окислителя в газовой фазе, й - коэффициент диффузии частиц окислителя

Проинтегрировав выражение (4) было получено выражение зависимости толщины оксида от времени

/

*Ы =

1+

Р

м У

О сп

кТ

кТ

(5)

В результате моделирования были получены зависимости скорости роста ОНС от толщины оксида титана (рис I) и зависимости высоты ОНС от времени проведения ЛАО при различной влажности воздуха и фотонной стимуляции УФ-и ИК-излучением (рис 2)

Т1Г "<•

И 4 41

о оч ! 11 : г«

Рис 1 Зависимость скорости роста ОНС титана от толщины окисла при

влажности 70%

1 - теоретическая, 2 - экспериментальная, 3 - при ИК-стимуляции, 4 - при УФ-

стимуляции

0 11Н! >.1 (1и 4ГК1 (,;М1 71!(| >,<!(> ЛЫ ¡<*К1

I. ч*

Рис 2 Зависимость высоты ОНС от времени проведения ЛАО при различной влажности воздуха 1, 2, 3 - теоретические результаты при 50%, 70% и 90%, соответственно, 4 - экспериментальные результаты при 70%, 5 - экспериментальные результаты из [1] Анализ зависимости, представленной на рис 1 показал, что по мере увеличения толщины формируемого оксида при относительной влажности 70% скорость его роста уменьшается экспоненциально, тогда как экспериментальная

кривая при такой же влажности сначала уменьшается по линейной зависимости (толщина оксида 3 нм), а затем наблюдается уменьшение скорости по экспоненте При толщине оксида порядка 4,2 нм скорость практически равна нулю и процесс окисления прекращается Также из рис 1 видно, что скорость окисления при УФ-и ИК-стимуляции меньше, чем без нее и также имеет линейный и экспоненциальный участки на кривых, что коррелирует с экспериментальными данными, представленными в третьей главе Анализ зависимости толщины формируемого оксида от длительности импульсов (времени) напряжения, прикладываемого к системе зонд-подложка, приведенной на рис 2 показал, что при увеличении относительной влажности происходит рост кривых, однако экспериментальная зависимость, полученная при 70%, имела большее насыщение на начальном этапе роста (до 100 мс) по сравнению с рассчитанной по модели При этом экспериментальные данные (из главы 3), подтверждаются данными из [1]

Изменение геометрических размеров формируемого оксида может быть связано с влиянием излучения на процессы образования ионов в области окисления Из модели низкотемпературного окисления известно, что в процессе формирования оксида участвуют ноны Тг+, О2 и ОН', которые под действием приложенного потенциала диффундируют через окисел и стимулируют образование на поверхности титановой пленки нестабильное соединение, которое распадается на ТЮ2 и водород Концентрация ионов окислителя зависит от влажности окружающей среды Поскольку при проведении экспериментальных исследований влажность внутри технологической камеры поддерживалась постоянной, то уменьшение геометрических размеров формируемого оксида связано с уменьшением концентрации ионов О2" и ОН" при воздействии излучения

Вторым возможным механизмом влияния излучения на изменение геометрических параметров наноразмерных структур оксида титана являются эффекты изменения величины и перераспределения поверхностного заряда и связанные с этим изменения поверхностного потенциала, удельного сопротивления материала в приповерхностном слое и сопротивления растекания, что приводит к изменению характерного диаметра области, в которой протекают основные процессы токо- и массопереноса при локальном анодном окислении

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований режимов формирования ОНС в тонкой пленки титана методом JIAO, в условиях фотонной стимуляции Экспериментальные исследования активируемых процессов формирования ОНС в пленке титана методом JIAO проводилось на СЗМ Solver Р47 Pro (производитель - ЗАО "Нанотехнология -МДТ", г Зеленоград) с использованием поставляемых в комплекте принадлежностей и программного обеспечения

Описывается методика получения ОНС методом фотонностимулированного JIAO, основанная на облучении области, в которой проводилось ЛАО, УФ-светодиодом (CRCL, USA) и ИК-свеюдподом (АЛ-103А) максимальные значения интенсивности излучения которых соответствовали длинам волн 395 и 900 нм При

и

проведении векторной нанолитография в динамическом режиме АСМ, интенсивность взаимодействия зонда с поверхностью подложки обратно-пропорциональна току цепи обратной связи системы управления сканирующего зондового микроскопа (в программе Nova RC1 - параметр Set Point) Влажность внутри технологической камеры контролировалась с помощью цифрового измерителя влажности Oregon Scientific ETHG913R и составляла 50, 70 и 90±1% Используя кремниевые кантилеверы марки NSG10 с проводящим W2C покрытием, при приложении импульсов напряжения амплитудой в диапазоне от 5 до 10 В, длительностью 100 мс и скорости сканирования - 1 мкм/с, на поверхности тонкой пленки титана формировались матрицы регулярных оксидных наноразмерных структур в виде точек Выбор структуры обусловлен тем, что, с одной стороны, она обеспечивает достаточное количество объектов для достоверной статистической обработки экспериментальных результатов, а с другой стороны широко применяется в приборах наноэлектроники в качестве матрицы центров рассеяния с регулируемыми топологией и параметрами Затем проводилась статистическая обработка полученных АСМ-изображеннй с использованием программного пакета Image Analysis 2 0 (ЗАО "Нанотехнология-МДТ", г Зеленоград) По полученным статистическим данным были построены зависимости средних значений высоты и диаметра оксидных наноразмерных структур от амплитуды напряжения, приложенного к системе зонд-подложка, при различных значениях влажности и тока цепи обратной связи системы управления СЗМ, представленные на рис 3-4

Рис 3 Зависимость высоты оксидных наноразмерных структур титана от приложенного напряжения при относительной влажности - 90% и а) - 5е1Ро1гИ=0,1 нА, б) - 8е1Ро1т=0,5 нА 1 - без стимуляции, 2 - ИК-стимуляция, 3 - УФ-стимуляция

Анализ полученных зависимостей показывает, что при увеличении тока цепи обратной связи системы управления СЗМ происходит уменьшение геометрических размеров оксидных наноразмерных структур (рис 3) Причиной этого эффекта является увеличение расстояния между зондом и поверхностью подложки, за счет изменения параметра 8е1Рот! Помимо этого установлено, что стимуляция УФ- и

и, в

и, в

а)

б)

ИК-излучением оказывает подавляющее воздействие на процесс ЛАО пленки титана, в результате чего происходило уменьшение высоты и диаметра оксидных наноразмерных структур Также из полученных экспериментальных данных следует, что УФ-стимуляция процесса ЛАО пленки титана приводит к увеличению значение порогового напряжения с 5,5 до 6 В при относительной влажности 90% (рис 3,а) и с б до 7 В при относительной влажности 50% (рис 4,а)

Рис 4 Зависимость высоты (а) и диаметра (б) ОНС титана от приложенного напряжения при относительной влажности - 50% и 5е1Роии=0,3 нА 1 - без стимуляции, 2 - ИК-стимуляция, 3 - УФ-стимуляция

Выявлены закономерности влияния длительности импульсов напряжения на геометрические параметры формируемых ОНС в пленке титана методом ЛАО в условиях фотонной стимуляции ЛАО проводилось путем подачи импульсов напряжения амплитудой 10 В с длительностью в диапазоне от 10 до 1000 мс при трех значениях относительной влажности (50, 70 и 90%), как при стимуляции УФ- и ИК-излучением, так и без нее Ток цепи обратной связи системы управления СЗМ (параметр Б^Рот^ составлял 0,5 нА, скорость сканирования - 1,5 мкм/с На рис 5,а показано АСМ-изображение полученных ОНС В результате статистической обработки АСМ-изображений были получены зависимости высоты ОНС от длительности импульса приложенного напряжения, приведенные на рис 5,6

Из полученных зависимостей следует, что высота ОНС, сформированных при УФ- и ИК-стимуляции меньше, чем при проведении ЛАО без стимуляции, что подтверждает представленные ранее результаты, приведенные на рис 3-4 Из представленных данных также следует, что при относительной влажности 50% УФ-стимуляция увеличивает пороговое значение длительности импульсов напряжения с 50 до 100 мс Более слабое влияние УФ-стимуляции на пороговую длительность импульсов напряжения наблюдалась при относительной влажности 70 и 90% Зависимость высоты оксида, сформированного при влажности 50% и УФ-стимуляции соответствует с рассчитанными зависимостями по разработанной модели

и, в

и. в

а)

б)

' * • • # ш

ох 1

УФ стимуляция

ч ^

/, ИК стимуляция

/ , I Без стимуляции

/

J____„

а) б)

Рис. 5 АСМ-изображение ОНС титана, сформированных методом ЛАО при различной длительности импульсов напряжения (а). Зависимость высоты оксидных наноразмерных структур титана от длительности импульсов напряжения при относительной влажности 50% (б)

Описываются закономерности влияния фотонной стимуляции на однородность и воспризводимость геометрических параметров ОНС, а также наноразмерных каналов, формируемых в пленке титана методом ЛАО в условиях фотонной стимуляции. В качестве основных параметров, характеризующих разрешающую способность и воспроизводимость процесса нанолитографии методом ЛАО, использовались средние значения и стандартные отклонения площади основания и максимальной высота оксидных наноразмерных структур. Плоскость сечения, в которой определялась площадь основания структур, проводилась параллельно плоскости подложки на высоте 0,5 нм. Затем, используя полученный массив данных и программный пакет Ма1ЬСАО, построены гистограммы плотности распределения полученных геометрических параметров наноразмерных структур. Анализ полученных данных показывает, что при проведении ЛАО с УФ- и ИК- стимуляцией средние значения и стандартные отклонения площади основания и максимальной высоты наноразмерных структур меньше, чем при проведении нанолитографии без стимуляции. Меньшие значения стандартных отклонений указывают на большую однородность геометрических параметров наноразмерных структур при проведении ЛАО с УФ-и ИК- стимуляцией. В сочетании с уменьшением средних значений площади основания, это приводит к увеличению латеральной разрешающей способности и воспроизводимости нанолитографии методом ЛАО при УФ- и ИК- стимуляции.

Для проверки полученных выводов и исследования влияния фотонной стимуляции на процессы нанолитографии проводилось формирование наноразмерных каналов методом ЛАО. Растровая нанолитография, по шаблону в виде трех пар линий с одинаковым расстоянием между ними, проводилось на пленке титана при облучении области окисления источниками УФ- и ИК-излучения.

ПК УФ Без

стимуляция стимуляция стимуляции

УФ ик

стимупяция стимуляция

11 НМ

2:

I N <

800 700 600 500 -100 300 200 100 0 У.ИМ

у,нм

а) б)

Рис. 6 30 АСМ-изображение поверхности пленки титана после проведения ЛАО

(а). Профилограмма (б) Анализ показывает, что при УФ-стимуляции между оксидными линиями формировался канал из титана с поперечными размерами порядка 11 нм, однородный по всей длине (рис. 6,а). В случае отсутствия фотонной стимуляции, и при облучении ИК-излучением оксидные линии сращивались, и канал не формировался (рис. 6,6).

Описывается методика исследования термической активации процессов формирования ОНС в пленке титана методом ЛАО. В которой подложка Б^БЮт с нанесенной тонкой пленкой титана подвергалась нагреву с помощью температурного столика БиООЗ в диапазоне от 25 до 110 °С. При проведении ЛАО влажность в технологической камере составляла 80±1%. Используя кремниевые кантилеверы с проводящим \У,С покрытием, при приложении импульсов напряжения (длительность - 100 мс, амплитуда - 10 В, БйРотг - 0,1 нА, скорость сканирования - 0,5 мкм/с), в пленке титана формировались оксидные наноразмерные структуры в виде линий. На рис. 7 показаны АСМ-изображения ОНС, полученных при температуре подложки 25(рис. 7,а) и I 10 °С (рис. 7,6).

По результатам статистической обработки полученных АСМ-изображений построены графики зависимости геометрических параметров (высота и ширина) ОНС от температуры подложки, показанные на рис. 8. Анализ зависимостей (рис. 8, а,б) показывает, что при повышении температуры подложки от 25 до 55°С происходит постепенное увеличение высоты ОНС с 4,6±0,4 нм до 5,6±0,2 нм.

а) б)

Рис. 7 АСМ-изображение поверхности пленки титана после проведения ЛАО при температуре подложки: а) - 25 °С; б) - 110 °С

В результате показано, что геометрические размеры ОНС, сформированных в пленке титана методом ЛАО, зависят от температуры подложки Формирование ОНС при температуре 100°С и выше показывает, что наличие пленки воды на поверхности подложки не является единственным лимитирующим фактором, ограничивающим проведение ЛАО

а) б)

Рис 8 Влияние температуры подложки на высоту (а) и ширину (б) ОНС при

проведении ЛАО

При исследовании влияния материала кантилеверов на геометрические параметры ОНС, зондовая нанолитография методом ЛАО проводилась в векторном режиме на пленке титана при подаче импульсов напряжения к системе зонд-подложка (амплитуда - 10 В, длительность импульсов - 300 мс, Б^Рот! - 0,3 нА) В условиях постоянной относительной влажности - 70±1% формировались ОНС в виде точек с использованием кремниевых кантилеверов с различным проводящим покрытием (\У2С, К, ТЖ, поликремний и алмазное покрытие)

По полученным статистическим данным были построены зависимости высоты и диаметра ОНС от работы выхода материала покрытия кантилевера - <рк, а также разности работ выхода материала покрытия кантилевера и материала подложки (титан) <рк- «р-п, приведенные на рис 9

Анализ полученных экспериментальных данных показал, что ОНС, сформированные кантилеверами с меньшей работой выхода материала проводящего покрытия СПЫ) имели большие значения диаметра, по сравнению с другими покрытиями (ЩС, поли-БО При этом явно выраженной зависимости высоты ОНС от материала покрытия кантилевера не наблюдалось Геометрические параметры ОНС, сформированных кантилеверами с алмазным покрытием, имели самые большие значения за счет большого диаметр зонда (-70 нм) Полученные экспериментальные результаты также коррелировали с результатами, показанными на рис 4,6 (в виде о), исследований разрешающей способности метода ЛАО от материала покрытия кантилевера [2] Также при УФ-стимуляции ЛАО наблюдалось уменьшение геометрических параметров ОНС

11 им

I

34 3 6 3 8 4 42 44 4 6 48 5 5 2 14

ф }В

I 0 8 0 6 0 4 (12 0 0 2 0 4 0 6 0 8 I

ф ф >11

а, им

120 100 80 60 40 20 О

34 36 3 8 4 42 44 4 6 48 5 52 5 4

ф, >В

I 0 806 414 02 0 02 0406 08 1

фг-ф. чВ

а) б)

Рис 9 Зависимость высоты (а) и диаметра (б) ОНС титана от работы выхода и разности работ выхода проводящего покрытия кантилевера и титана, сформированных методом ЛАО без (о) и с УФ-стимуляцией (•), □ - экспериментальные результаты из [2]

Актуальной задачей является отработка режимов формирования каталитических центров на основе ОНС никеля, формируемых с помощью метода ЛАО, для повышения воспроизводимости синтеза упорядоченных массивов нанокристаллов, а также управление их геометрическими размерами. В диссертационной работе были отработаны режимы формирования ОНС в пленке никеля, которые могут быть использованы в качестве каталитических центров для роста углеродных нанотрубок, а также нитевидных нанокристаллов 2п0, гпхМ§|.хО

В четвертой главе приведены экспериментальные результаты влияния фотонной стимуляции некогерентным УФ- и ИК-излучением на процесс формирования и геометрические характеристики (поперечная ширина) наноразмерных каналов проводимости в пленке титана Формирование наноразмерных каналов проводилось в режиме растровой нанолитографии методом ЛАО при подаче импульсов напряжения амплитудой 10 В, скорости сканирования - 1 мкм/с, относительной влажности 70±1% и 8е1Ро1Ш -0,5 нА На рис 10 приведены АСМ-изображения полученных наноразмерных каналов проводимости методом фотонностимулированного ЛАО некогерентным УФ- и ИК-излучением Светлые области на скане соответствуют оксиду титана, темные соответствуют неокисленным участкам пленки титана

Анализ АСМ-изображений показывает, что наиболее однородный по всей длине канал шириной порядка 10 нм (рис 10, г), показанный на рис 10, в, был получен при УФ-стимуляции При проведении ЛАО в условиях стимуляции ИК-излучением и без сформированною наноразмерные каналы (рис 10, а и д) при одних и тех же режимах были неоднородными по всей длине (рис 10, б), а также в некоторых областях канала происходило сращивание двух оксидных линий между собой, при этом канал не формировался (рис 10, е)

Д) е)

Рис. 10 АСМ-изображения малоразмерного капала проводимости после проведения ЛАО на поверхности пленки титана: а) - без фотонной стимуляции; в) - при УФ-стимуляции; д) - при ИК-стимуляции; б, г, е) - профилограммы вдоль линии на а, в и д соответственно

На рис. 11 и 12,а показаны АСМ-изображения наноразмерных структур на основе каналов проводимости с поперечными размерами порядка 10 нм, сформированных методом ЛАО с помощью СЗМ Solver Р47 Pro, используя

кремниевых кантилеверы с W2C покрытием в атмосфере влажного воздуха, относительная влажность которого поддерживалась постоянной и составляла 80 ±1%, при приложении импульсов напряжения 10 В, скорости сканирования - 1 мкм/с. На рис. 12,6 приведена ВАХ наноразмерной структуры, измеренная в режиме АСМ спектроскопии. Схема проведения измерений показана на рис. 12,6. На ВАХ структуры с наноразмерным каналом проводимости, показанной на рис. 12,6, наблюдается несколько ступенек проводимости, что может быть связано с квантованием проводимости наносужения. ВАХ пленки титана, измеренная за пределами оксидной наноструктуры, была омической и имела много большие значения проводимости.

siilSk

Рис. 11 АСМ-изображение наноразмерной структуры диода, сформированного в пленке титана методом ЛАО

а)6) Рис. 12 АСМ-изображение структуры с наноразмерным каналом (а).

ВАХ структуры с наноразмерным каналом (б).

Структуры с такими характеристиками могут быть пригодны для создания диодов наноэлектронных цепей. Кроме того такие структуры, сформированные в полупроводниковых гетероструктурах, содержащих двумерный электронный газ, могут использоваться в качестве наноразмерных ячеек памяти [3].

Представлены разработанные топологии различных типов наноэлектронных структур. Такие структуры могут быть сформированы как на системах металл-окисел-полупроводник, так и на полупроводниковых гетероструктурах, содержащих слой двумерного электронного газа.

Формирование структур элементов наноэлектроники проводилось на поверхности пленки титана с помощью зондовой нанолаборатории (ЗИЛ) Ntegra Aura (производитель - ЗАО "Нанотехнология-МДТ", г. Зеленоград) методом ЛАО в динамическом режиме АСМ.

Полученные структуры на основе каналов проводимости будучи пленарными структурами, являются гибкими элементами для конструирования схем наноэлектроники, имеющих относительно меньшие проблемы соединения элементов. Это может быть показано на примере разработки и формирования выпрямителя на основе 4-х наноразмерных каналов (рис. 13). Основным достоинством таких структур является то, что операция литографии осуществляется за один шаг.

а) б)

Рис. 13 Схемы (а) и АСМ-изображение (б) структуры выпрямителя, сформированного в пленке титана методом ЛАО

Выход

На рис. 14 показано АСМ-изображение структуры логического вентиля (ИЛИ) на основе двух наноразмерных каналов проводимости, сформированного в пленке титана методом ЛАО. Такая простая планарная структура при приложении напряжения к входу 1 и входу 2 может выполнять функцию логического вентиля, работающего при комнатной температуре.

Для формирования элементов наноэлектроники на основе наноразмерных каналов проводимости, выполненных в тонкой пленке титана методом ЛАО, был разработан шаблон многофункциональной тестовой структуры с использование многофункционального нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК-9 (ЗАО "Нанотехнология-МДТ", г. Зеленоград). Внешние электроды связаны с центральной модифицируемой областью, в основе которой лежит анодоокисляемый материал. Ширина дорожек связана с минимальным размером фотолитографии. Критическим параметром является шероховатость

модифицируемой части образца в виде «квадрата», которая должна удовлетворять следующим требованиям:

1. обеспечение стабильного протекания тока с минимальным вкладом собственного сопротивления;

2. прокисление металлической пленки на всю толщину.

Многофункциональный нанотехнологический комплекс НАНОФАБ

НТК-9 (ЗАО "Нанотехнология-МДТ", г. Зеленоград) является модульной технологической платформой, включающей технологические установки с возможностями групповых и нанолокальных методов обработки подложек диаметром до 100 мм. В единую в сверхвысоковакуумную систему технологических модулей входят модули для групповых (МЛЭ) и для локальных воздействий (ФИП, СЗМ и др.) с возможностью прецизионного транспорта и позиционирования образца. Технический потенциал НАНОФАБ НТК-9 позволяет формировать наноразмерные структуры методами зондовой нанолитографии и методом фокусированных ионных пучков, что характеризует данное устройство, как мощный инструмент для разработки и изготовления наноструктур и элементов наноэлектроники на их основе.

Для реализации приборов были разработаны технологические маршруты изготовления элементов наноэлектроники на основе металлических пленок и полупроводниковой гетсроструктуры применительно к НАНОФАБ НТК-9.

Рис. 14 АСМ-изображение структуры логического вентиля (ИЛИ), сформированного в пленке титана методом Л АО

I? заключении сформулированы основные результаты работы.

1. Проведен анализ влияния фотонного излучения на процессы формирования оксидных наноразмерных структур методом локального анодного окисления. Показано, что фотонное излучение оказывает дополнительное внешнее воздействие на кинетику процесса ЛАО, что может быть использовано для управления параметрами формируемых 011С и модификации их свойств.

2. Разработана математическая модель, основанная на моделировании скорости роста оксидных наноразмерных структур с учетом напряженности электрического поля системы зонд-подложка, фотонной стимуляции и

относительной влажности внутри технологической камеры, которая позволяет оптимизировать режимы формирования структур наноэлектроники методом ЛАО

3 Определены режимы фотонностимулированного ЛАО наноструктур на основе Si/Si02/Ti, которые позволили повысить разрешающую способность и воспроизводимость нанолитографии методом ЛАО

4 Выявлены закономерности влияния материала проводящего покрытия кантилеверов на геометрические параметры формируемых методом ЛАО оксидных наноразмерных структур Показано, что при уменьшении работы выхода проводящего покрытия кантилеверов происходит увеличение диаметра формируемых ОНС за счет увеличения диаметра пятна автоэлектронной эмиссии с зонда АСМ

5 Разработана методика и получены режимы воспроизводимого формирования однородных наноразмерных каналов проводимости методом ЛАО с поперечными размерами порядка 10 нм, основанная на облучении локальной области под зондом АСМ некогерентным УФ- и ИК-излучением Показано, что при УФ-стимуляции формировался однородный по всей длине канал шириной порядка 10 нм

6 Экспериментально реализованы наноразмерные диодные структуры на основе наноразмерных каналов проводимости в тонкой пленке титана методом ЛАО, ВАХ которых имела ассиметричный вид, а также несколько ступенек, что может быть связано с квантованием проводимости наноразмерного сужения

7 Разработаны и экспериментально реализованы наноразмерные структуры логического вентиля и выпрямителя на основе наноразмерных каналов проводимости в пленке титана с помощью нанолитографии методом ЛАО

8 Разработана топология и технологические маршруты формирования тестового кристалла для создания планарных элементов наноэлектроники и технологические маршруты его изготовления на основе металлических пленок и полупроводниковых гетероструктур по микроэлектронной технологии применительно к НАНОФАБ НТК - 9

В приложениях приведены список публикаций по теме диссертации, акты внедрения на промышленных предприятиях и в научных организациях, акты использования научных результатов в учебном процессе

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1 Асеев, АЛ Нанотехнологии в полупроводниковой электронике [Текст] / А Л. Асеев - Новосибирск Издательство СО РАН, 2004 - 368 с

2 Белов, А Н Нанотехнологии на основе анодных оксидов материалов [Текст] /АН Белов, С А Гаврилов, М Г Путря, В И Шевяков // Известия Вузов Электроника - 2006 - № 5 - С 93-98

3 Кравченко, А Ф Электронные процессы в твердотельных системах пониженной размерности [Текст] / А Ф Кравченко, В Н Овсюк - Новосибирск Изд-во Новосиб ун-та, 2004 - 448 с

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ

РАБОТЫ

1 Агеев О А, Смирнов В А Нанолитография методом локального анодного окисления полупроводников и металлов // Известия ТРТУ, 2005, №9, с 97

2 Агеев О А , Коломийцев А С , Поляков В В , Светличный А А, Смирнов В А Исследование процесса локального анодного окисления пленки титана при стимуляции ультрафиолетовым излучением // Труды МНК «Тонкие пленки и наноструктуры» (ПЛЕНКИ - 2005) 22-26 ноября 2005 г, г Москва, -Ч 1,-С 160-163

3 Смирнов В А Формирование наноразмерных структур методом локального анодного окисления пленки титана // Материалы первой ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН г Ростов-на-Дону, 2005, с 268-269

4 Смирнов В А Исследование фотонно-стимулированных процессов локального анодного окисления для формирования элементов металлической наноэлектроники // Материалы второй ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН г Ростов-на-Дону, 2006, с 156-157

5 Агеев О А, Поляков В В, Смирнов В А Исследование влияния фотонной стимуляции на процессы локального анодного окисления // Известия ТРТУ №9 Материалы LII Научно-технической конференции профессорско-преподовательского состава, аспирантов и сотрудников Таганрогского государственного радиотехнического университета (ТРТУ), Таганрог, 2006, с 117

6 Агеев О А , Коломийцев А С , Светличный А М , Смирнов В А Исследование режимов формирования элементов наноэлектроники методом локального анодного окисления // материалы VIII Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления», Таганрог, 2006, стр 262-263

7 Агеев О А , Светличный А М , Смирнов В А Исследование влияния режимов фотонной стимуляции на процессы нанолитографии методом локального анодного окисления // материалы конференции «Микроэлектроника и информатика 2006», Зеленоград, 2006, стр 4

8 Агеев О А , Поляков В В, Светличный А М , Смирнов В А Исследование режимов активируемых процессов локального анодного окисления пленки титана // Материалы конференции "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники, ПЭМ 2006", п Дивноморское, Краснодарский край, 24-29 сентября 2006г, с 32-35

9 Агеев О А , Коломийцев А С , Поляков В В , Светличный А М , Смирнов В А Исследование режимов зондовых технологических процессов формирования оксидных наноструктур // Материалы VI Международной научной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» г Кисловодск, 2006, с 421-422

10 Агеев О А, Коломийцев АС, Поляков ВВ, Светличный АМ, Смирнов В А Формирование наноразмерных структур в пленке титана методом фотонно-стимулированного локального анодного окисления // Материалы IV Международной научной школы-конференции "Молодыеученые - науке, технологии и профессиональному образованию в электронике"«Молодые ученые - 2006» г Москва, 2006 г, Т 2, стр 219-222

11 Агеев О А , Конопле в Б Г, Поляков В В , Светличный А М , Смирнов В А Зондовая фотонно-стимулированная нанолитография структур на основе пленки титана//Микроэлектроника, Том 36, № 6, 2007 - С 403-408

12 Агеев О А, Поляков В В, Светличный АМ, Смирнов В А, Коломийцев А С Исследование режимов фотонностимулированной зондовой нанолитографии методом локального анодного окисления // Материалы XI Международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника» Нижний Новгород, 2007, с 448-449

13 Смирнов В А Влияние УФ- и ИК- излучения на -закономерности образования наноразмерных структур методом локального анодного окислсиия // Материалы третьей ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр ЮНЦ РАН Ростов-на-Дону, 5-24 апреля 2007 г , стр 189-190

14 Смирнов В А Исследование влияния процессов термической активации на формирование наноструктур методом локального анодного окисления // Тезисы докладов IV ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН 9-18 апреля Ростов-на-Дону Ростов н/Д Изд-во ЮНЦ РАН, 2008 ~С 152-153

15 Агеев О А, Поляков В В, Светличный АМ, Смирнов В А Исследование термической активации зондовой нанолитографии методом локального анодного окисления пленки титана // Материалы XII Международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника» Нижним Новгород, 2008 -Т 2 - С 408-409

16 Агеев О А , Коноплев Б Г, Поляков В В , Светличный А М , Смирнов В А Исследование режимов фотонностимулированной зондовой нанолитографии методом локального анодного окисления пленки титана // На но- и микросистемная техника -2008 -№1 -С 1-3

В работах, опубликованных в соавторстве, лично автору принадлежат в [1-4] - результаты теоретического анализа основных наноразмерных структр, формируемых методом Л АО, [2,6,7-16] - экспериментальные результаты по исследованию влияния фотонного излучения на геометрические параметры формируемых методом ЛАО ОНС, [3,13] - модель расчета скорости Л АО мри формировании оксидных наноразмерных структур в пленке титана, [5,7-16] -АСМ-изображения ОНС, [10,11] - технологические маршруты формирования элементов наноэлектроники на основе каналов проводимости, [14,15] -экспериментальные зависимости влияния температуры подложки на геометрические параметры формируемых методом ЛАО ОНС, [10,11,16,] -анализ механизмов при фотонной стимуляции ЛАО

Тип ТТИ ЮФУ Заказ № тир Экз

И мл им cibo Icvikwioi ического института Южного федерального университета в г Тамирогс ГСП - 17Л Таганрог, 28, Некрасовский, 44 I ниш рафия I с\мшк)1 ичсского инсппуга Южного федерального университета в г Таганроге

laianpor 28 ГСП 17А, Зшельса, 1

Введение.

Глава 1. Основные методы нанолитографии, перспективы применения фотонной стимуляции при формировании элементов наноэлектроники.

1.1. Основные методы формирования наноструктур.

1.1.1. Оптическая литография.

1.1.2. Электронно-лучевая литография.

1.1.3. Ионно-лучевая литография.

1.1.4. Рентгеновская литография.

1.1.5. Литография в экстремальном ультрафиолете.

1.1.6. Нанопечатная литография.

1.2. Основные методы формирования наноразмерных структур с помощью сканирующего зондового микроскопа (СЗМ).

1.2.1. Механическая модификация поверхности с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ).

1.2.2. Полевое испарение.

1.2.3. Dip-pen литография.

1.2.4. Нанолитография методом локального анодного окисления (ЛАО). 28 1.3. Основные направления создания устройств наноэлектроники с помощью метода ЛАО.

1.3.1. Устройства металлической наноэлектроники.

1.3.2. Одноэлектронный транзистор.

1.3.3. Мезоскопические устройства.

1.4. Формирование каталитических центров методом ЛАО.

1.5. Перспективы применение фотонной стимуляции при формировании структур и устройств наноэлектроники методом ЛАО.

1.5.1. Фотонная стимуляция ЛАО некогерентным излучением.

1.5.2. Фотонная стимуляция ЛАО когерентным излучением.

1.6. Выводы и постановка задачи.

Глава 2. Анализ процессов в зазоре атомно-силового микроскопа в условиях фотонной стимуляции.

2.1. Анализ механизмов анодного окисления металлов.

2.2. Термодинамический анализ реакций JIAO титана.

2.3. Оценка распределения температуры в области воздействия зонда при ДАО титана.

2.4. Модель локального анодного окисления металла.

2.5. Выводы.

Глава 3. Исследование режимов формирования оксидных наноразмерных структур (ОНС) методом ДАО в условиях фотонной стимуляции.

3.1. Исследование режимов напыления тонких пленок металлов.

3.2. Исследование режимов проведения нанолитографии методом ДАО.

3.3. Исследование температурной активации метода JIAO.

3.4. Исследование влияния фотонной стимуляции на геометрические параметры ОНС.

3.5. Исследование влияния длительности импульсов напряжения на геометрические параметры ОНС.

3.6. Исследование влияния материала кантилеверов на геометрические параметры ОНС.

3.7. Влияние фотонной стимуляции на воспроизводимость ОНС.

3.8. Исследование режимов формирования ОНС на поверхности пленки

Ni методом JIAO Ni.

3.9. Выводы.

Глава 4. Формирование наноэлектронных структур методом ДАО в условиях фотонной стимуляции.

4.1. Формирование наноразмерных каналов проводимости методом JIAO в условиях фотонной стимуляции УФ-излучением.

4.2. Формирование наноэлектронных структур методом JIAO.

4.3. Разработка топологии и технологического маршрута формирования элементов наноэлектроники на основе наноразмерных каналов проводимости с использованием многофункционального сверхвысоковакуумного нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК-9.

4.4. Выводы.

Актуальность диссертационной работы

Разработка элементной базы наноэлектроники предъявляет повышенные требования к разрешающей способности и точности выполнения технологических операций. Одной из основных проблем при изготовлении элементов наноэлектроники является необходимость разработки и совершенствования методов литографии, которые должны обеспечивать воспроизводимость изготовления элементов приборов атомарного масштаба. Зондовая нанолитография методом локального анодного окисления (JIAO) является наиболее перспективным методом получения оксидных наноразмерных структур (ОНС) с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ).

Известно, что процессы формирования наноразмерных структур характеризуются низкой воспроизводимостью, а также высокой дефектностью структур и границ раздела. Это связано с сильным влиянием параметров технологической среды (влажность, температура) и качества подложки (зернистость пленки металла, наличие нарушенного слоя на поверхности полупроводниковых подложек и т.д.). Также при проведении нанолитографии локальные неоднородности свойств материалов приводят к нестабильности процессов токо- и массопереноса в зазоре зонд-подложка, следствием этого является неравномерность геометрических параметров оксидных наноструктур и снижение разрешающей способности и воспроизводимости процесса нанолитографии методом JIAO.

В микроэлектронике накоплен значительный положительный опыт по применению некогерентных и лазерных световых потоков на различных стадиях технологического процесса изготовления интегральных микросхем (ИМС). В том числе и на операциях получения ультратонкого диэлектрика. Установлено, что применение фотонного излучения наиболее эффективно, а в некоторых случаях является единственным решением, при изготовлении ИМС с минимальными размерами менее 1 мкм. Поэтому актуальным способом повышения разрешающей способности зондовой нанолитографии является введение в зазор зонд-подложка фотонного излучения, оказывающего значительное влияние на процесс формирования однородного окисла и снижающее влияние неоднородных свойств материалов. В настоящее время механизм получения ультратонких диэлектрических пленок, влияния поля и фотонного излучения на эти процессы достаточно не изучен. Поэтому проведение этих исследований актуально для получения оксидных наноразмерных структур и разработки элементной базы наноэлектроники зондовыми методами.

Цель и задачи диссертационной работы

Целью диссертационной работы является разработка и моделирование фотонностимулированного технологического процесса локального анодного окисления наноструктур на основе Si/SiC^/Ti для создания элементной базы наноэлектроники.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. определить возможности применения фотонной стимуляции при формирования структур и устройств наноэлектроники;

2. определить основные механизмы процессов локального анодного окисления металлов, а также массопереноса в межэлектродном зазоре, зонд-подложка АСМ;

3. разработать математическую модель процессов формирования наноструктур методом JIAO в условиях фотонной стимуляции;

4. исследовать режимы формирования наноразмерных структур методом JIAO с использованием фотонной стимуляции;

5. исследовать влияние фотонной стимуляции на воспроизводимость и однородность наноразмерных структур, сформированных методом JIAO;

6. разработать топологию и технологические маршруты формирования структур наноэлектроники на основе наноразмерных каналов проводимости применительно к многофункциональному сверхвысоковакуумному нанотехнологическому комплексу НАНОФАБ НТК-9.

Научная новизна работы

1. Проведена оценка распределения температуры в области воздействия зонда при проведении JIAO пленки, в результате которой было показано, что в локальной области диаметром порядка 10 нм под зондом АСМ при приложении импульсов напряжения амплитудой 10 В и расстоянии зонд-подложка 0,5 нм, температура подложки много больше температуры испарения воды, и поэтому можно сделать вывод, что активные частицы окислителя поступают в зазор зонд подложка из газовой атмосферы воздуха в технологической камере и переносятся в зоне реакции под действием электрического поля.

2. Предложена математическая модель расчета скорости роста оксидных наноразмерных структур при JIAO поверхности металла с учетом напряженности поля системы зонд-подложка, фотонной стимуляции, а также относительной влажности воздуха внутри технологической камеры.

3. Предложена методика получения оксидных наноразмерных структур методом JIAO в условиях фотонной стимуляции, позволяющая определять режимы формирования ОНС, а также воспроизводимо создавать однородные наноразмерные каналы проводимости с поперечными размерами порядка 10 нм.

4. Проведены комплексные исследования режимов формирования оксидных наноразмерных структур в пленки титана методом JIAO в условиях фотонной стимуляции некогерентным УФ- и ИК-излучением.

Практическая значимость:

1. Получены режимы термической активации зондовой нанолитографии методом JIAO. Формирование ОНС при температуре 100°С и выше показывает, что наличие пленки воды на поверхности подложки не является единственным лимитирующим фактором, ограничивающим проведение ДАО, активные частицы поставляются в зазорзонд-подложка из газовой фазы атмосферы воздуха внутри технологической камеры АСМ.

2. Выявлено, что использование потоков некогерентного УФ- и ИК-излучения при формировании ОНС в пленке титана методом JIAO позволяет повысить разрешающую способность и воспроизводимость данного метода нанолитографии. Использование УФ-стимуляции процесса JIAO позволяет формировать в пленке титана однородныые каналы проводимости с поперечными размерами порядка 10 нм.

3. Определены режимы формирования оксидных наноразмерных структур в пленке никеля методом ЛАО, которые могут быть использованы в качестве каталитических центров при росте углеродных нанотрубок, а также нанокристаллов ZnO, ZnxMgixO.

4. Получены наноразмерные структуры диода, логического вентиля и выпрямителя на основе наноразмерных каналов проводимости в титановой пленке с помощью АСМ;

5. Разработана топология и технологические маршруты изготовления тестового кристалла для создания планарных элементов наноэлектроники, методом фотонностимулированного ЛАО, применительно к многофункциональному сверхвысоковакуумному нанотехнологи-ческому комплексу НАНОФАБ НТК-9.

Положения, выносимые на защиту

1. Модель расчета скорости роста оксидных наноразмерных структур при ЛАО поверхности металла с учетом напряженности электрического поля системы зонд-подложка, фотонной стимуляции, а также относительной влажности воздуха внутри технологической камеры.

2. Закономерности формирования оксидных наноразмерных структур методом JIAO от температуры подложки, материала проводящего покрытия кантилеверов, амплитуды и длительности импульсов напряжения, прикладываемого к системе зонд-подложка в условиях фотонной стимуляции.

3. Предложенный метод, основанный на использовании фотонной стимуляции зондовой нанолитографии методом JIAO, который позволяет получать однородные наноразмерные каналы проводимоти с поперечными размерами порядка 10 нм.

4. Применение стимуляции УФ- и ИК-излучением увеличило латеральное разрешение зондовой нанолитографии методом JIAO с помощью АСМ по сравнению с существующей технологией, а также повысило однородность и воспроизводимость формирования ОНС.

5. Метод JIAO позволяет формировать оксидные наноразмерные структуры в пленке никеля в виде точек с диаметром от 25 до 100 нм, которые могут быть использованы в качестве каталитических центров при росте углеродных нанотрубок, а также нанокристаллов ZnO, ZnxMgixO.

6. Топологии и технологический маршрут формирования наноразмерных диодных структур, структуры логического вентиля и выпрямителя на основе наноразмерных каналов проводимости в титановой пленке в условиях фотонной стимуляции.

Реализация результатов работы

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом госбюджетных научно-исследовательских работ кафедры ТМ и НА и НОЦ «Нанотехнологии» в 2005 - 2008 гг.: «Разработка теоретических основ построения систем мониторинга природной среды на базе микро- и нанотехнологий» (№ гос. регистрации 01200402781); «Проведение исследовательской работы в области нанотехнологий с привлечением студентов и аспирантов ТРТУ» (№ гос. регистрации 01200508390); «Разработка принципов построения и основ теории нетермически активируемых технологических процессов создания элементной базы наноэлектроники» (№ гос. регистрации 01200501949); «Исследование принципов построения и процессов формирования структур нано- и микроэлектроники фотонно-стимулированными зондовыми методами и мощными потоками ИК- излучения» (№ гос. регистрации 02200607615).

Результаты диссертационной работы внедрены на промышленном предприятии: ЗАО «Нанотехнологии - МДТ» (г. Москва), а также в учебный процесс на кафедре ТМиНА ТТИ ЮФУ.

Апробация работы

Основные научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на различных международных и всероссийских научных конференциях и семинарах, в частности: XIII Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика» (Зеленоград, 2006); VIII Всероссийская научная конференция студентов и аспирантови «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления» (Таганрог, 2006); X Международная научная конференция и школа-семинар «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники» (Дивноморское, Россия, 2006); VI Международная научная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск, 2006); Ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр южного научного центра РАН (Ростов-на-Дону, 2005-2008); Международная научная конференция «Тонкие пленки и наноструктуры» (Москва, 2005); Международная научно-техническая школа-конференция «Молодые ученые науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике» (Москва, 2006); Международный симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника» (Нижний Новгород, 2007, 2008).

Результаты работы отмечены дипломами ряда конференций и конкурсов научных работ: Всероссийского смотра-конкурса научно-технического творчества (Новочеркасск, 2005), Конференции Южного научного центра РАН (2005-2008), Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления» (Таганрог, 2006), Международной научно-технической школы-конференции «Молодые ученые - науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике» (Москва, 2006).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе, 4 статьи опубликовано в журналах, входящих в Перечень ВАК. В ВНИИТЦ зарегистрировано 7 отчетов по НИР.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложений.

4.4 Выводы

По результатам 4 главы можно сделать следующие выводы:

1. Получены структуры наноразмерных каналов проводимости на основе тонкой пленки титана при фотонной стимуляции ЛАО некогерентным УФ- и ИК-излучением. Показано, что при УФ-стимуляции формировался однородный по всей длине канал шириной порядка 10 нм. Наноразмерные каналы при проведении ЛАО в условиях стимуляции ИК-излучением и без имели неоднородности поперечных размеров, а также происходило сращивание двух оксидных линий между собой, при этом канал не формировался.

2. Показана возможность и отработаны режимы формирования наноразмерных структур наноэлектроники с помощью метода ЛАО в тонкой пленке титана, ВАХ которых соизмеримы с ВАХ мезоскопических структур с ассиметричным квантовым сужением.

3. Получены структуры элементов наноэлектроники на примере формирования диодных структур, логического вентиля ИЛИ, а также выпрямителя на основе тонкой пленки титана.

4. Разработаны топология кристалла и технологические маршруты изготовления элементов наноэлектроники на основе наноразмерных каналов проводимости выполненных в тонких металлических пленках по микроэлектронной технологии с использованием НАНОФАБ НТК - 9.

Заключение

В результате проведенной работы были получены следующие основные результаты:

1. Проведен анализ влияния фотонного излучения на процесс формирования оксидных структур наноэлектроники методом локального анодного окисления. Показано, что фотонное излучение оказывает дополнительное внешнее воздействие на кинетику процесса ЛАО, что может быть использовано для управления параметрами формируемых ОНС и модификации их свойств.

2. Разработана математическая модель процессов формирования наноструктур методом ЛАО, использование которой позволяет определить режимы формирования наноструктур в условиях фотонной стимуляции, учитывающая.

3. Определены режимы температурной активации процесса формирования оксидных наноразмерных структур методом ЛАО, которые позволяют уточнить механизм ЛАО. Формирование ОНС при температуре 100 °С и выше показывает, что наличие молекул адсорбата воды на поверхности подложки не является единственным лимитирующим фактором, ограничивающим проведение ЛАО.

4. Выявлены закономерности влияния материала проводящего покрытия кантилеверов на геометрические параметры формируемых методом ЛАО оксидных наноразмерных структур. Показано, что при уменьшении работы выхода проводящего покрытия кантилеверов происходит увеличение диаметра ОНС за счет увеличения диаметра пятна автоэлектронной эмиссии с зонда АСМ.

5. Установлено, что применение УФ- и ИК-стимуляции ЛАО приводит к уменьшению средних значений и стандартных отклонений геометрических параметров ОНС титана, что позволяет повысить разрешающую способность и воспроизводимость данного метода зондовой нанолитографии.

6. Разработана методика и получены режимы воспроизводимого формирования однородных наноразмерных каналов проводимости методом ЛАО с поперечными размерами порядка 10 нм, основанная на облучении локальной области под зондом АСМ некогерентным УФ- и ИК-излучением. Показано, что при УФ-стимуляции формировался однородный по всей длине канал шириной порядка 10 нм.

7. Экспериментально реализованы наноразмерные структуры на основе наноразмерных каналов проводимости в тонкой пленке титана методом ЛАО, ВАХ которых имели ассиметричный вид, а также имели несколько ступенек проводимости, что может быть связано с квантованием проводимости наноразмерного сужения.

8. Разработаны и экспериментально реализованы наноразмерные структуры диода, логического вентиля и выпрямителя на основе наноразмерных каналов проводимости в пленке титана с помощью нанолитографии методом ЛАО.

9. Разработана топология тестовой многофункциональной структуры для создания планарных элементов наноэлектроники и технологические маршруты его изготовления на основе металлических пленок и полупроводниковых гетероструктур по микроэлектронной технологии применительно к НАНОФАБ НТК - 9.

1. Щука, А.А. Наноэлектроника Текст. / А.А. Щука. М.: Физматкнига, 2007. - 464 с.

2. Головин, Ю.И. Введение в нанотехнику Текст. / Ю.И. Головин. -М.: Машиностроение, 2007. 496 с.

3. Орликовский А.А. Кремниевая транзисторная наноэлектроника Текст. / А.А. Орликовский // Известия вузов. Электроника. 2006. - №5. -С. 35-44

4. Intenational Technology Roadmap for Semiconductors Text. // San Jose: Semiconductor Industry Association, 1998.

5. Валиев, К. А. Кремниевая наноэлектроника: проблемы и перспективы Текст. / К.А. Валиев, В.Ф. Лукичев, А.А. Орликовский / Нанотехнологии и материалы. 2005. - №1. - С. 17-29

6. Валиев, К.А. Физика субмикронно литографии Текст. / К.А. Валиев. М.: Наука, 1990. - 528 с.

7. Асеев, А.Л. Нанотехнологии в полупроводниковой электронике Текст. / А.Л. Асеев. Новосибирск: Издательство СО РАН, 2004. - 368 с.

8. Аброян, И.А. Физические основы электронной и ионной технологии Текст. / И.А. Аброян, А.Н. Андронов, А.И. Титов. М.: Высшая школа, 1984.-320 с.

9. Брандон, Д. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля Текст. / Д. Брандон, У. Каплан. М: Техносфера, 2006. - 384 с.

10. Пул, Ч. Нанотехнологии Текст. / Ч. Пул, Ф. Оуэне. М: Техносфера, 2007. - 376 с.

11. П.Лучинин, В.В. Нанотехнологии: физика, процессы, диагностика, приборы Текст. / под ред. В.В. Лучинина, Ю.М. Таирова. М: Физматлит, 2006. - 552 с.

12. Сейсян Р.П. Нанолитографии СБИС в экстремально дальнем вакуумном ультрафиолете Текст. / Р.П. Сейсян // Журнал технической физики. 2005. - Т. 75. - В. 5. - С. 1-13.

13. И.Виноградов, А.В. Многослойная рентгеновская оптика Текст. / А.В. Виноградов // Квантовая электроника. 2002. - Т. 32. — № 12. - С. 1113-1121.

14. Сейсян, Р.П. ЭУФ-нанолитография как средство производства СБИС и инструмент нанотехнологий Текст. / Р.П. Сейсян / Нано- и микросистемная техника. 2006. - №2. - С. 2-22.

15. Гапонов, С.В. Экстремальная ультрафиолетовая литография -будущее наноэлектроники Текст / С.В. Талонов // Нано- и микросистемная техника. 2005. - №2. - С. 2-4.

16. Whitman, L. J. Tunneling microscopy and spectroscopy Text. / L. J. Whitman. The Encyclopedia of Applied Physics, 2007.

17. Обухов, И.А. О возможности применения СТМ-АСМ литографии для создания новых типов квантовых приборов / И.А. Обухов // Микросистемная техника. 2003. - №6. - С. 34-37.

18. Востоков, Н.В. Разработка методов атомно-силовой литографии для создания наноразмерных элементов Текст. / Н.В. Востоков и др. / Институт физики микроструктур РАН, Н. Новгород.

19. Miskovsky, N.M. Field Evaporation of Gold in Single and Double -Electrode Systems Text. / N.M. Miskovsky, T.T. Tsong // Phys. Rev. - 1992. - B. 46.-P. 2640-2643.

20. Tsong, T.T. Effects of an Electric Field in Atomic Manipulations Text. / T.T. Tsong // Phys. Rev. 1991. - B. 44. - P. 13703-13710.

21. Bessho, K. Fabricating Nanoscale Structures on Au Surface with Scanning Tunneling Microscope Text. / K. Bessho, S. Hashimoto // Appl. Phys. Lett. 1994. - V. 65. - P. 2142-2144.

22. Mascher, C. Creation of Nanometer-Scale Structures with the Scanning Tunneling Microscope Text. / C. Mascher, B. Damaschke // J. Appl. Phys. -1994.-V. 75.-P. 5438-5440.

23. Hsiao, G.S. Deposition of Metal Nanostructures onto Si(l 11) Surfaces by Field Evaporation in the Scanning Tunneling Microscope Text. / G.S. Hsiao, R.M. Penner, J. Kingsley // Appl. Phys. Lett. 1994. -V. 64. - P. 1350-1352.

24. Koyanagi, H. Field Evaporation of Gold Atoms onto a Silicon Dioxide Film by Using an Atomic Force Microscope Text. / H. Koyanagi, S. Hosaka, R. Imura, M. Shirai // Appl. Phys. Lett. 1995. - V. 67. - P. 2609- 2611.

25. Jung, Young Mee Gold Nanoparticle Assemblies on a Functionalized Surface Patterned by AFM Lithography Text. / Young Mee Jung, Sang Jung Aim, Eung Ryul Kim and Haiwon Lee // Journal of the Korean Physical Society. 2002. -V. 40.-№>4.-P. 712-715.

26. Thomas, P. John Dip-pen lithography using aqueous metal nanocrystal dispersions Text. / P. John Thomas, G. U. Kulkarni and C. N. R. Rao // J. Mater. Chem. 2004. - V. 14. - P. 625-628.

27. Нано- и микросистемная техника: от исследований к разработкам: сб. ст. Текст. / под ред. П.П. Мальцева. М.: Техносфера, 2005. - 592 с.

28. Неволин, В.К. Зондовые нанотехнологии в электронике Текст. / В.К. Неволин. -М.: Техносфера, 2006. 160 с.

29. Корнилов, В.М. К вопросу о модификации поверхности кремния при ее исследовании методом сканирующей туннельной микроскопии Текст. / В.М. Корнилов, А.Н. Лачинов // Физика и техника полупроводников. 2003. - Т. 37. - В. 3. - С. 323-327.

30. Garcia, R. Patterning of silicon surfaces with noncontact atomic force microscopy: Field-induced formation of nanometer-size water bridges Text. / R. Garcia, M. Calleja // Journal of Applied Physics. 1999. - V. 86. - № 4. - P. 1898-1903.

31. Lyding, J.W. Nanoscale patterning and oxidation of H-passivated Si(100) surfaces with an ultrahigh vacuum scanning tunneling microscope Text. / J.W. Lyding et al. // Appl. Phys. Lett. 1994. -V. 64. -№ 15. - P. 2010-2012.

32. Асеев, А.Л. Атомная структура полупроводниковых структур: сб. ст. Текст. / под ред. А.Л. Асеева. Новосибирск: Издательство СО РАН, 2006. - 292 с.

33. Агеев, О.А., Формирование наноразмерных структур в пленке титана методом фотонностимулированного локального анодного окисления Текст. / О.А. Агеев и др. // Материалы IV МНК «Молодые ученые-2006». -М. Изд-во МИРЭА, 2006. Т.2. - С. 219-222.

34. Abadal, G. Field induced oxidation of silicon by SPM: study of the mechanism at negative sample voltage by STM, ESTM and AFM Text. / G. Abadal, F. P'erez-Murano, N. Barniol, X. Aymerich // J. Appl. Phys. Lett. 1998. -A 66.-P. 791-795.

35. Dagata, J.A. Modification of hydrogen-passivated silicon by a scanning tunneling microscope operating in air Text. / J.A. Dagata et al. // J. Appl. Phys. Lett. 1990. - Vol. 56. - P. 2001-2003.

36. Гаврилов, C.A. Исследование особенностей процесса локального окисления пленок титана на основе сканирующей зондовой микроскопии Текст. / С.А. Гаврилов, и др. // Известия Вузов. Электроника. 2000. -№3. -С. 27-33.

37. Булатов, А. Н. Анодное окисление тонких пленок алюминия в атомно-силовом микроскопе Текст. / А. Н. Булатов, В.К. Неволин // Микросистемная техника. 2003. - №11. - С. 42-44.

38. Workman, R.K. Current-dependent growth of silicon nitride lines using a conducting tip AFM Text. / R.K. Workman, C.A. Peterson, D. Sarid // Surface Science. 1999. - 423. - P. L277-L279.

39. Dubois, E. Nanometer scale lithography on silicon, titanium and PMMA resist using scanning probe microscopy Text. / E. Dubois, Jean-Luc Bubbendor // Solid-State Electronics. 1999. - V.43. -P. 1085-1089.

40. Соколов, Д. В. Нанооксидирование и нанотравление п-In0,53Ga0,47As с помощью атомно-силового микроскопа Текст. / Д. В. Соколов//Научное приборостроение.-2001.-Т. 11.-№1.-С. 15-21.

41. Shirakashi, Jun-ichi. Room Temperature Nb-Based Single-Electron Transistors Text. / Jun-ichi Shirakashi, Kazuhiko Matsumoto, Naruhisa Miura and Makoto Konagai //Jpn. J. Appl. Phys. 1998. - Vol. 37. - P. 1594-1598.

42. Heinzel, T. Mesoscopic Electronics in Solid State Nanostructures Text. / T. Heinzel. Wiley-VCH, 2007. - 412 p.

43. Clivia, M. Sottomayor Torres Alternative lithography: Unleashing the potentials of nanotechnology Text. / M. Clivia. Plenum Publishing Corporation, 2004. - 425 p.

44. Givargizov6, E.I. Text. // J. Crystal Growth. 1975 - V.31. - P.20

45. M. Lorenz, E. M. Kaidashev, A. Rahm, Th. Nobis, J. Lenzner, G. Wagner, D. Spemann, H. Hochmuth, and M. Grundmann // Appl.Phys.Lett. -2005.-V. 86.-P. 143113.

46. M. Rolandi, C.F. Quate, H. Dai // Adv. Mater. 2002. - V. 14. - P. 191.

47. Сеченов, Д.А. Фотостимулированные технологические процессы в кремниевых структурах Текст. / Д.А. Сеченов, A.M. Светличный, В.В. Поляков. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2002. - 103 с.

48. Marchi, F. Growth of silicon oxide on hydrogenated silicon during lithography with an atomic force microscope Text. / F. Marchi, V. Bouchiat, H. Dallaporta, V. Safarov, and D. Tonneau // J. Vac. Sci. Technol. 1998. -B 16.6. -P. 2952-2956.

49. Marsh, G. Moore's Law at the Extremes Text. / G. Marsh // Material Today. -2003. V. 6. - P. 28-33.

50. Соколов, Д.В. Воспроизводимость процессов нанооксидирования п-InO,53GaO,47As с помощью атомно-силового микроскопа Текст. / Д.В. Соколов // Микросистемная техника. 2001. - № 5. - С. 25-29.

51. Hwang, Jih Shang Photo-assisted local oxidation of GaN using an atomic force microscope Text. / Jih Shang Hwang and other / Nanotechnology. 2006. -№ 17.-P. 3299-3303.

52. Te-Hua Fang Mechanisms of nanooxidation of Si(100) from atomic force microscopy Text. / Hua Fang // Microelectronics Journal. 2004. - Vol. 35. - P. 701-707.

53. Martinez, Ramse's V. Nanolithography Based on the Formation and Manipulation of Nanometer-Size Organic Liquid Menisci Text. / Ramses V. Martinez, Ricardo Garcia // NanoLettrs. 2005. - Vol. 5. - №. 6. - P. 1161-1164.

54. Garcia, R. Patterning of silicon surfaces with noncontact atomic force microscopy: Field-induced formation of nanometer-size water bridges Text. / R. Garcia, M. Calleja // Jornal Of Applied Physics. 1999. - Vol. 86. - № 4. - P. 1898-1903.

55. Held, R. Nanolithography by local anodic oxidation of metal films using an atomic force microscope Text. / R. Held, T. Heinzel, P. Studerus, K. Ensslin / Physica. 1998. -E2. - p. 748-752.

56. Ma, Y.-R. Lee Tip-induced local anodic oxidation on the native Si02 layer of Si (111) using an atomic force microscope Text. / Y.-R. Ma, C. Yu, Y.-D. Yao, Y. Liou, and S.-F. Lee / Physical Review B. 2001. - V. 64. - P. 1953XX-1-1953XX-6.

57. Крюков, А.И. Основы фотохимии координационных соединений Текст. / А.И. Крюков, С.Я. Кучмий. Киев: Наука, 1990. - 280 с.

58. Колобов, Н.А. Диффузия и окисление полупроводников Текст. / Н.А. Колобов, М.М. Самохвалов. М.: Изд-во "Металлургия", 1975. -455с.

59. Глинка, H.J1. Общая химия: Учебное пособие для вузов Текст. / под ред. В.А. Рабиновича. Л.: Химия, 1985. - 704 с.

60. Краткий справочник физико-химических величин Текст. / Под ред. К.П. Мищенко, А.А. Равделя Л.: Химия, 1974. - 200 с.

61. Маслов, В.П. Математическое моделирование процессов тепломассопереноса Текст. / В.П. Маслов, В.Г. Данилов, К.А. Волосов -М.: Наука. 1987. -346 с.

62. Сеченов, Д.А. Распределение температуры и механических напряжений в области воздействия зонда сканирующего туннельного микроскопа в кремнии Текст. / Д.А. Сеченов, A.M. Светличный, О.А. Агеев // Известия Вузов. Электроника. 1998. - № 3. - С. 52-59.

63. Gordon, А.Е. Mechanism of surface anodization produced by scanning probe microscopes Text. / A.E. Gordon, R.T. Fayfield, D.D. Litfin, Т.К. //

64. Неволин, B.K. Физические основы туннельно-зондовой нанотехнологии Текст. / B.K. Неволин // Электронная промышленность. -1993. -№3.~ Р. 139-142.

65. Методы физических измерений Текст. / под ред. Р.И. Солоухина. — Новосибирск.: Наука. Сиб. Отделение, 1975. -250 с.

66. Богданов, А.И. Роль активных кислородных частиц в процессе УФ -очистки поверхности неорганической подложки Текст. / А.И. Богданов, К.А. Валиев, Л.В. Беликов, С.Д. Душенков, М.И. Иванова // Микроэлектроника. -1989.-Т. 18. -№6. С.540-543.

67. Барыбин, А.А. Физико-технологические основы электроники Текст. / А.А. Барыбин, В.Г. Сидоров. Спб.: Изд-во «Лань», 2001. - 272 с.

68. Таблицы физических величин. Справочник Текст. / под ред. И.К. Кикоина. М., Атомиздат, 1976. - 1008 с.

69. Воробьев, Г.А. Физика диэлектриков Текст. / Г.А. Воробьев. -Томск, 1977.-251 с.

70. Черняев, В.Н., Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров Текст. / В.Н. Черняев. М., 1987.-358 с.

71. Tello, М. Nano-oxidation of silicon surfaces: Comparison of noncontact and contact atomic-force microscopy methods Text. / M. Tello, R. Garcia // Applied Physics Letters. 2001. - VOL. 79. - №3. - P. 424-426

72. Da Silva, E.F. Simulation of the early stages of thin Si02 film growth Text. / E.F. da Silva, B.D. Stochic // Semicond. Sci. Technol. 1997. - № 12. -P. 1038-1045.

73. Гадияк, Г.В. Развитие теории термического окисления кремния Текст. / Г.В. Гадияк // Микроэлектроника. 1998. - Т. 27. - № 4. - С. 288293.

74. Song, А. М. Room-Temperature Ballistic Nano-Devices Text. / A. M. Song // Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology. American Scientific Publishers. 2004. - V. 9. - P. 371-389.

75. Song, A. M. Room-temperature and 50 GHz operation of a functional nanomaterial Text. / A. M. Song, P. Omling, L. Samuelson, W. Seifert, I. Shorubalko //Applied Physics Letters. -2001. Vol. 79. -№ 9. - P. 1357-1359.

76. Каталог аксессуаров фирмы НТ-МДТ с сайта www.ntmdt.ru

77. Белов, А.Н. Нанотехнологии на основе анодных оксидов материалов Текст. / А.Н. Белов, С. А. Гавр ил ов, М.Г. Путря, В.И. Шевяков // Известия Вузов. Электроника. 2006. - № 5. - С. 93-98.

78. Агеев, О.А. Зондовая фотонно-стимулированная нанолитография структур на основе пленки титана Текст. / О.А. Агеев, Б.Г. Коноплев, В.В. Поляков, A.M. Светличный, В.А. Смирнов // Микроэлектроника. 2007. - Т. 36. - № 6. 2007. - С. 403-408.

79. Wagner, D. Spemann, Н. Hochmuth, and М. Grundmann // Appl.Phys.Lett. -2005. V. 86.-P. 143113.

80. Демиховский, В.Я. Физика квантовых низкоразмерных структур Текст. / В.Я. Демиховский, Г.А. Вугальтер. М.: Логос, 2000. - 248 с.

81. Кравченко, А.Ф. Электронные процессы в твердотельных системах пониженной размерности Текст. / А.Ф. Кравченко, В.Н. Овсюк. -Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 2004. 448 с.

82. Eberg, Markku Simulation and Modeling of Self-switching Devices Text. / Markku Eberg, Jan Saijets, Aimin Song, Mika Prunnila // Physica Scripta.- 2004. Vol. TI 14. - P. 123-126.

83. Song, A. M. Unidirectional electron flow in a nanometer-scale semiconductor channel: A self-switching device Text. / A. M. Song, M. Missous, P. Omling, L. Samuel son, W. Seifert // Applied Physics Letters. 2003. - Vol. 83.- № 9. P. 1881-1883.

84. Быков, В.А. Разработка и освоение производства приборов и оборудования для нанотехнологии Текст. / В.А. Быков // Российские нанотехнологии. 2007. - Т. 2. - № 1-2.