Работы автора

В сфере микро- и наноэлектроники многие ученые год за годом проявляют огромный интерес в поисках и исследованиях новых материалов, способствующих кардинальному расширению электронной компонентной базы, что связано, в первую очередь, со значительным ростом затрат производства при масштабировании научно-технических процессов [1]. Ярким примером таких материалов служат пористые оксидные пленки, актуальность исследования которых обусловлена их применением в фотодетекторах, светодиодах, катодах вакуумной микроэлектроники, в роли межслойной изоляции интегральных микросхем (ИМС) [2], наномембранах, антибликовых покрытий в приборах оптической электроники [3]. За счет применения этих пленок в качестве изолирующих материалов заметно повышается скорость распространения электрических сигналов, из-за более низкой диэлектрической проницаемости, чем у непористых структур, снижаются потери на электропроводность [4], что также позволяет использовать диоксид кремния, модифицированный углеродом, для уменьшения потери мощности в ИМС СВЧ-диапазона [5]. Целью данной статьи являлось исследование электрофизических свойств пористых пленок диоксида кремния. Объект исследования -тонкопленочная структура металл-диэлектрик-металл (МДМ) на основе диоксида кремния, модифицированного углеродом.

Приводятся результаты исследования спектральных характеристик мощности низкочастотного шума от сопротивления резисторов, выполненных по толстопленочной технологии методом принтерной печати, при двух режимах. Первый, при фиксированном напряжении на резисторе U = 3,6 В и второй при фиксированном токе I = 7,8 мА. Показано, что при уменьшении ширины резистивной пленки флуктуации сопротивления и среднеквадратичное значение мощности низкочастотного шума изменяются по квадратичному закону, на основе полученных характеристик спектральной плотности мощности низкочастотного шум. При этом среднеквадратичное амплитудное значение мощности шума увеличивается при фиксированном токе и уменьшается при фиксированном напряжении. С научной точки зрения получен важный результат, который в будущем может использоваться при исследовании механизмов электропроводности и оценки электрофизических параметров резистивных компонентов, а том числе анализе надежности резистивных компонентов на основе низкочастотного шума.

С каждым годом в мире количество цифровой информации нелинейно возрастает. Эта тенденция делает необходимым поиск новых современных элементов памяти, для чего требуется решение задач материаловедения, в частности отработки технологии осаждения тонких пленок диэлектриков, обладающих принципиально новыми свойствами, обусловленными электромиграцией в них кислородных вакансий или атомов металла. В статье представлены результаты разработки процесса осаждения и исследования пленок диоксида титана модифицированного (легированного) медью для создания на этой базе запоминающих устройств (мемристоров). Построены вольт-амперные зависимости. Показан эффект резистивного переключения. Обнаружено, что из предложенных способов получения диоксида титана приводит к существенному улучшению основных мемристивных характеристик в сравнении запоминающими устройствами на основе диоксида титана без модификации медью. В частности, показано, что использование данных пленок в структуре мемристора позволяет увеличить отношение состояния с высоким электрическим сопротивлением к состоянию с низким электрическим сопротивлением более чем в 102 раз.

Предложен принципиально новый физический метод получения пористых пленок диоксида кремния в вакуумных условиях. Показано, что процесс самоорганизации, возникающий при модификации пленок диоксида кремния углеродом, приводит к формированию пространственно распределенных пор, изменяющих электрофизические свойства диэлектрических пленок и расширяющих их функциональное назначение. Исследованы электрофизические свойства и структура пористых пленок, полученных в результате самоорганизации при магнетронном распылении составной мишени в атмосфере кислорода. Установлены корреляции между пористостью, структурой и электрофизическими свойствами пористых пленок диоксида кремния, модифицированных углеродом. Выявлено, что формирование пористой структуры способствует повышению селективной адсорбционной способности пленок диоксида кремния преимущественно за счет капиллярной конденсации в мезапорах, а также стимулированной адсорбции.

Приводятся результаты исследования дрейфа низкочастотного шума углеродных ре-
зисторов в диапазоне частот 5 10 -4 –1 кГц после 108 часов электроимпульсной обра-
ботки при напряжении 35 В и длительности импульса 10 мкс. На основе анализа по-
лученных спектров зафиксирован рост низкочастотного шума на 5 и 12 % при полосе
пропускания 500 и 5 Гц, при этом дрейф сопротивления образцов составил менее 1 %.
С технологической и научной точки зрения получен важный результат, который в
будущем может использоваться для оценки надежности при исследовании структур
твердотельных электронных приборов.