+7 (495) 198-00-00 Горячая линия ситуационного центра Минобрнауки
по вопросам поддержки образовательных организаций высшего образования, а также их сотрудников и обучающихся, по вопросам профилактики распространения COVID-19 перейти на сайт МОН

Ученые оптимизируют процесс формирования микро- и наноструктур

Ученые оптимизируют процесс формирования микро- и наноструктур

На рисунке выше: результат компьютерного моделирования осесимметричной структуры и изображение изготовленной структуры в растровом электронном микроскопе

Доцент Института физики и прикладной математики, старший научный сотрудник Научно-исследовательской лаборатории электронной микроскопии (НИЛ ЭМИ) НИУ МИЭТ А.В. Румянцев займется разработкой метода и созданием комплекса программ для моделирования формирования микро- и наноструктур фокусированным ионным пучком в многослойных мишенях.

О чем это

RNF533.jpg

Важной задачей современных технологий является формирование микро- и наноструктур заданной формы для создания, модификации и характеризации устройств электроники, фотоники и смежных областей. Одним из перспективных подходов для ее решения является использование метода фокусированного ионного пучка (ФИП), в котором наноразмерный ионный зонд перемещается по подложке и локально удаляет материал. В особенности сложны технологические задачи, в которых требуется формирование углублений методом ФИП в многослойных мишенях. Среди подобных задач можно отметить модификацию интегральных микросхем, а также воздействие ФИП на подложку через маскирующие слои металлов или диэлектриков для достижения на ней предельно малых размеров элементов создаваемого рельефа. Их решение в настоящее время осуществляется, в основном, ресурсозатратным методом «проб и ошибок». Более эффективный подход, который будет реализован в новом проекте МИЭТа, основан на детальном изучении взаимодействия ускоренных ионов с веществом и проводимом на основе выявленных закономерностей компьютерном моделировании формирования структур.

Что будет сделано

«В процессе работы мы постараемся подробно рассмотреть актуальную для задач микроэлектроники систему кремний-диоксид кремния (Si-SiO2), – говорит Александр Румянцев. – Экспериментальные исследования планируем провести на электронно-ионном микроскопе Helios Nanolab 650 в научно-исследовательской лаборатории электронной микроскопии университета. Для детальной характеризации получаемых структур и сравнения результатов расчетов и экспериментов будет использоваться просвечивающий электронный микроскоп TitanThemis 200».

RNF360_2.jpg

На рисунке: компьютерное моделирование прямоугольного углубления и сравнение результатов расчета и эксперимента

В чем отличие нового проекта от аналогов

На сегодняшний день подходы для моделирования структур, создаваемых на поверхности простых веществ, разработаны достаточно хорошо, а основной объем исследований был выполнен для монокристаллического кремния. Расчеты же для других технологически важных материалов, в том числе диоксида кремния и меди, проводились только для очень ограниченного класса структур.

Трехмерное моделирования распыления многослойных структур в настоящее время можно провести только с помощью подходов, полностью основанных на применении метода Монте-Карло. Отметим, что данный метод хорошо подходит для изучения фундаментальных аспектов взаимодействия ионов с веществом, однако требует больших вычислительных мощностей и времен расчета для моделирования практически важных структур с реалистичными размерами. В проекте ученых из МИЭТа будет реализовано моделирование, основанное на расчете потоков частиц, с применением современного и высокоэффективного метода функций уровня.

Сроки реализации

Реализация проекта (грант РНФ № 21-79-00197) запланирована на 2021–2023 годы. В команду проекта помимо руководителя войдет магистрант 2-го года обучения НИЛЭМИ МИЭТ Олег Подорожний. Выполнение задач проекта позволит создать пакет программ, дающий возможность с высокой точностью предсказывать форму рельефа, создаваемого фокусированным ионным пучком в многослойных мишенях. Благодаря этому расширится область применения ФИП как современного и универсального метода наноструктурирования.

Также вам может быть интересно Ученые ищут способ отслеживания концентраций парниковых газов
Приемная комиссия 8 800 600-56-89 abit@miee.ru
Контакты для прессы +7 499 720-87-27 mc@miee.ru