ИСВЧПЭ РАН уделяет большое внимание развитию производственной инфраструктуры, в частности, последовательно реализуется модель Fab light, которая предполагает проведение исследований, разработок, моделирования, изготовления опытных образцов, а также выпуск малых серий приборов непосредственно в институте.

DOI: 10.22184/1993-8578.2017.78.7.36.40

sitemap
Наш сайт использует cookies. Продолжая просмотр, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с нашей Политикой Конфиденциальности
Согласен
Поиск:

Вход
Архив журнала
Журналы
Медиаданные
Редакционная политика
Реклама
Авторам
Контакты
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
© 2001-2025
РИЦ Техносфера
Все права защищены
Тел. +7 (495) 234-0110
Оферта

Яндекс.Метрика
R&W
 
 
Вход:

Ваш e-mail:
Пароль:
 
Регистрация
Забыли пароль?
Книги по нанотехнологиям
Под редакцией д.т.н., профессора Мальцева П.П.
Другие серии книг:
Мир материалов и технологий
Библиотека Института стратегий развития
Мир квантовых технологий
Мир математики
Мир физики и техники
Мир биологии и медицины
Мир химии
Мир наук о Земле
Мир электроники
Мир программирования
Мир связи
Мир строительства
Мир цифровой обработки
Мир экономики
Мир дизайна
Мир увлечений
Мир робототехники и мехатроники
Для кофейников
Мир радиоэлектроники
Библиотечка «КВАНТ»
Умный дом
Мировые бренды
Вне серий
Библиотека климатехника
Мир транспорта
Мир фотоники
Мир станкостроения
Мир метрологии
Мир энергетики
Книги, изданные при поддержке РФФИ
Выпуск #7/2017
Д.Георгиев
Реализация модели Fab light на практике
Просмотры: 3292
ИСВЧПЭ РАН уделяет большое внимание развитию производственной инфраструктуры, в частности, последовательно реализуется модель Fab light, которая предполагает проведение исследований, разработок, моделирования, изготовления опытных образцов, а также выпуск малых серий приборов непосредственно в институте.

DOI: 10.22184/1993-8578.2017.78.7.36.40
За 15 лет работы ИСВЧПЭ РАН добился весомых научных и практических результатов. Сотрудники института исследовали физические основы и разработали технологию молекулярно-лучевой эпитаксии гетероструктур на основе полупроводниковых соединений А3В5 с двумерным электронным газом для изготовления СВЧ- и КВЧ-приборов, включая HEMT, PHEMT и MHEMT на подложках GaAs и InP. Для данных типов гетероструктур на подложках GaAs и InP, а также широкозонных полупроводников AlGaN/GaN и AlGaN/AlN/GaN на подложках из сапфира и карбида кремния, разработаны принципы проектирования и созданы библиотеки пассивных и активных элементов СВЧ и КВЧ МИС. Разработана технология изготовления монолитных схем миллиметрового диапазона (59–64 ГГц) и приборов трехмиллиметрового диапазона (89–93 ГГц) с применением электронно-лучевой литографии. Созданы приемопередающие модули с размещением приемной и передающей частей на одном кристалле, причем на нитриде галлия такие интегрированные приборы получены впервые в мире. В 2017 году ИСВЧПЭ РАН первым в России реализовал технологию изготовления МИС МШУ и ГУН на основе структур GaN на кремниевой подложке.

Для проведения всесторонних исследований гетероструктур институт располагает участком молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) с установками ЦНА-9 и Riber 32P. Эти системы МЛЭ предназначены для эпитаксиального роста тонких слоев соединений A3B5 в результате реакций между термически создаваемыми молекулярными пучками компонентов и поверхностью подложки, находящейся в сверхвысоком вакууме при повышенной температуре. ЦНА-9 была изготовлена в ныне уже закрытом НИТИ Рязань. Riber 32P французской фирмы Riber имеет ростовую камеру горизонтальной геометрии и оснащена аналитическими модулями. Обе установки МЛЭ неоднократно модернизировались. Выращенные на них наногетероструктуры являются основой для разработки современных СВЧ-транзисторов и МИС.
Для плазмохимического осаждения диэлектрических слоев на пластинах диаметром до 100 мм применяется система Plasmalab System 100 ICP 180 фирмы Oxford Instruments. Технология плазмохимического осаждения с источником индуктивно связанной плазмы (ICP-CVD) характеризуется тем, что для разложения реакционного газа на активные радикалы используется плазма индуктивного разряда. Подложка размещается на электроде, к которому подводится ВЧ-напряжение для создания электрического смещения, определяющего энергию и плотность потока ионов на поверхность пластины. Управление этими параметрами позволяет реализовать низкотемпературные режимы осаждения слоев диэлектриков. Подача подложки осуществляется через вакуумный шлюз.
Низкоэнергетическое плазменное травление материалов выполняется на установке SI-500 ICP (Sentech Instruments, Германия), которая заменила применявшуюся ранее систему плазмохимического травления на основе электронного циклотронного резонанса (ЭЦР). Sentech SI-500 ICP – универсальное решение для высокоскоростного сухого травления в индуктивно-связанной плазме, позволяющее работать с полупроводниками A3B5, кремнием, диэлектриками, металлами и другими материалами. Систему отличает применение запатентованного источника индуктивно связанной плазмы, гелиевого охлаждения и динамического регулирования температуры электрода подложки, обеспечивающих оптимальную температуру процесса независимо от мощности плазмы, эффективной двухступенчатой вакуумной системы, а также надежного вакуумного загрузочного шлюза. Основные параметры процесса травления контролируются автоматически. Максимальный диаметр пластин – 200 мм.
Российские производители технологического оборудования также поучаствовали в оснащении производства ИСВЧПЭ РАН. На установке Semiteq STE EB715 выполняется электронно-лучевое напыление тонкопленочных композиций в сверхвысоком вакууме. Система имеет рабочую камеру из нержавеющей стали с интегрированным водяным охлаждением стенок, безмаслянную систему откачки на основе ионного насоса, водяной экран для предотвращения загрязнения камеры распыляемыми материалами. Неоднородность толщины наносимого материала составляет менее ± 2% на подложках диаметром до 180 мм. Расход материла может быть оптимизирован за счет изменения расстояния между подложкой и испарителем.
Для утонения пластин применяется установка Logitech PM-5 с микропроцессорным управлением, встроенной автоподачей абразивной смеси и системой электронного контроля плоскости шлифования. Данная модель оснащена прецизионным держателем, который обеспечивает плоскостность и параллельность обрабатываемых пластин. Управление всеми функциями выполняется с помощью джойстика, а необходимая информация отображается на ЖК-дисплее, расположенном на передней панели.
Одним из ноу-хау ИСВЧПЭ РАН является технология формирования затвора грибообразного сечения. Такая форма обеспечивает уменьшение емкости и сопротивления затвора, позволяя максимизировать эффективность СВЧ-транзистора. Для получения структурного элемента необходимой формы применяется электронно-лучевая литография. Институт стал первым российским и одним из первых мировых пользователей установок электронно-лучевой нанолитографии высокого разрешения RAITH150-TWO и VOYAGER производства немецкой компании Raith.
RAITH150-TWO имеет энергию пучка до 30 кэВ и позволяет формировать структурные элементы с размером менее 10 нм, экспонируя пластины диаметром до 200 мм. Генератор с частотой 20 МГц обеспечивает быструю развертку изображения. Электронно-оптическая колонна характеризуется высокой стабильностью тока пучка. Система обеспечивает высокую точность наложения при многослойной литографии и сшивке полей экспонирования.
Установленная в 2014 году система VOYAGER – разработка нового поколения, построенная на технологии Raith eWRITE, которая объединяет новую электронную оптику и инновационную систему развертки (паттерн-генератор). Установка предназначена для экспонирования подложек размером до 200 мм с производительностью более 1 см2/ч. Автоматизированная система калибровки "на лету" обеспечивает высокую эффективность работы. Максимальное разрешение – менее 10 нм. Предлагаются предварительные настройки для режимов высокого разрешения и высокой производительности, а также разработанные Raith-методы непрерывного и бесшовного экспонирования traxx и periodixx. Система характеризуется низкой чувствительностью к условиям окружающей среды и уровню шума. Благодаря тому, что мощность VOYAGER достигает 50 кэВ, формирование "ножки" и "шляпки" грибообразного затвора транзистора может выполняться за один цикл.
Для формирования других элементов СВЧ-транзисторов в ИСВЧПЭ РАН применяется контактная фотолитография, в частности, установка SUSS MJB4 IR производства SUSS MicroTec (Германия). Эта модель обеспечивает высокоточное совмещение в субмикронном диапазоне и предназначена для обработки пластин размером до 100 мм.
Как рассказал директор ИСВЧПЭ РАН Сергей Анатольевич Гамкрелидзе в интервью нашему журналу (НАНОИНДУСТРИЯ, 2017, № 6(77), 2017, с. 8–15), планы развития института включают расширение парка оборудования и начало мелкосерийного производства СВЧ-приборов, создание нового поколения приборов на нитридных структурах на кремнии, выход в новые частотные диапазоны, дальнейшую разработку комбинированных систем на кристалле. ■
 
 Отзывы читателей
Разработка: студия Green Art