Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Научно-образовательный центр НИЯУ МИФИ по направлению «Нанотехнологии» - презентация

1 Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Научно-образовательный центр НИЯУ МИФИ по направлению «Нанотехнологии»

2 Основные цели и задачи Центра Выполнение фундаментальных научных исследований, реализация прикладных разработок и подготовка кадров в области гетероструктурной наноэлектроники, экстремальной и силовой электроники, а также в смежных областях технологии и материаловедения Развитие научных школ в области твердотельной СВЧ- электроники и оптоэлектроники Развитие международных связей и партнёрства

3 Базовая номенклатура изделий Технологическая линейка направлена на полный цикл планарной технологии микро-и наноэлектроники, получения чипов на пластине диаметром 4 дюйма. Типы структур: - объемно и модулированнолегированные, дельта-легированные GaAs, AlGaAs/GaAs НЕМТ, псевдоморфные Р-НЕМТ, изоморфные на подложках InP с высоким содержанием InAs, метаморфные структуры на подложках GaAs. Транзисторные структуры для полевых транзисторов Шоттки, транзисторов с высокой подвижностью двумерного электронного газа (НЕМТ) для приложений СВЧ электроники; - квантовые структуры с вертикальным транспортом электронов для создания резонансно-туннельных приборов (СВЧ резонансно-туннельные диоды, диоды Ганна); - структуры с квантовыми точками и квантовыми кольцами InGaAs для наноэлектроникии, оптоэлектроники; - светодиодные структуры на основе AlInGaN/GaN.

4 Чистые производственные помещения Общая площадь 633 м 2 Площадь чистых производственных помещений 222 м 2 Класс чистоты ISO6 – ISO8 Площадь вспомогательных помещений 411 м 2 Лаборатории Центра

5 План чистых производственных помещений «Наноцентра»

6 Молекулярно-лучевая эпитаксия наногетероструктур Создание многослойных полупроводниковых квантовых наногетероструктур- новых функциональных наноматериалов для СВЧ- и радиационно-стойкой электроники Установка молекулярно- лучевой эпитаксии Riber Compact 21T для разработки и создания гетероструктур схема слоев наногетероструктуры Поисковые фундаментальные НИР по разработке и исследованию перспективных ГС для квантовой, СВЧ и спец. электроники

7 Нанолитография и электронная микроскопия Электронный литограф является одним из непревзойденных приборов для получения структур со сверхвысоким разрешением (менее 10 нм). Прибор обладает возможностями для анализа сформированных структур методом РЭМ. Грибообразный 3D нанозатвор Нанотранзистор (Lg=75 нм). Май 2010 г. Электронно-лучевой литограф Raith 150-Two

8 Сканирующая зондовая микроскопия, нанохарактеризация и нанометрология Исследование рельефа поверхности и нанообъектов с нанометровым разрешением, Оже-электронный анализ, задачи нанометрологии При использовании источника нанокластеров возможно получение наноструктур и их исследование в пределах единой вакуумной системы Комплекс СЗМ Omicron XMS СТМ сканы реконструкций Si 7x7 Методики – сканирующая туннельная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, магнито-силовая микроскопия Атомное разрешение при сканировании СТМ изображение Аu кластера на ВОПГ

9 Контактная фотолитография и лазерная литография Лазерная бесшаблонная литография с топологическим размером до 0,6 мкм для прямого экспонирования пластин и создания фотошаблонов. УФ контактная фотолитография с топологическим размером до 0,5 мкм Лазерный генератор изображений Heidelberg DWL66FS Установка фотолитографии Suss MJB4

10 Металлизация Установки Kurt Lesker PVD 75 и PVD 250 Установки обладают широкими возможностями для получения покрытий из большинства применяемых металлов (Ni, Ti, Al, Pt, Pd, V, Ta, Ge, Au, Cr, Cu) методами термического вакуумного и электронно- лучевого испарения. Конфигурация установок, рассчитанных для исследовательских целей, обеспечивает совместимость оборудования с множеством технологий, например, с технологией взрывной литографии. Установка быстрого термического отжига Modular RTP 600S Быстрый термический отжиг, высокотемпературный постимплантационный отжиг, отжиг металлических контактов и пленок, получение оксидных пленок.

11 В СВЧ-системах наноэлектроника обеспечивает переход от приборов см-диапазона к мм- и суб мм диапазонам. Это означает кардинальное увеличение быстродействия и рабочих частот, объемов и скоростей передаваемой информации, ширины полосы и числа каналов в системах связи, разрешающей способности в радиолокации. Научные исследования в СВЧ-наноэлектронике включают: 1) разработку наногетероструктур; 2) разработку коротко-канальных нанотранзисторов; 3) интеграцию нанотранзисторов в СВЧ-монолитные интегральные схемы (МИС) и затем - в более высоко- интегрированные СВЧ-системы, объединяющие на одном кристалле несколько различных по функциональному назначению СВЧ МИС. Гетроструктурная СВЧ электроника Широкополосные системы связи Системы безопасности

12 Быстродействующие наногетероструктурные СВЧ-транзисторы и монолитные интегральные схемы 190 нм- N-InAlAs/InGaAs/InAlAs/InP HEMT c предельной частотой усиления 271 ГГц 170 нм- N-AlGaAs/InGaAs/AlGaAs сверхмалошумящий HEMT с k = 0,37 ДB в полосе частот 8-12 ГГц Мощный 0,25 мкм - N-AlGaAs/InGaAs/N- AlGaAs/GaAs HEMT с рекордно-высокой выходной мощностью 1,1 Вт/мм и К.П.Д % в полосе частот 9-11ГГц Сверхширокополосный МШУ 0,01 – 4 ГГц 190 нм – AlGaN/GaN HEMT c предельной частотой усиления 100 ГГц и пробивным напряжением 116 В Сверхширокополосный УM 0,01 – 4 ГГц на основе AlGaN/GaN

13 Разработка светодиодов и светодиодных матриц на основе гетероструктур InGaN/GaN/AlGaN Гетероструктура Чип Светодиодная матрица Светодиодная лампа (SiC) доминантная длина волны излучения: нм полуширина спектра излучения: не более 30 нм рабочий ток: не менее 350 мА рабочее напряжение (при токе 350 мА): не более 3,8 В наработка на отказ: не менее часов внешняя эффективность излучения: не менее 30%

14 Технологии формирования SiC p-n-диодов методом ионной имплантации -Широкий диапазон концентрации легирующей примеси (p- и n-тип) – см -3 ; - Прецизионный контроль концентрации вводимой примеси; -Локальность воздействия. - Технологии формирования низкоомных омических контактов к n-SiC (R уд ·< 5*10 -4 Ом·см 2 ), стабильных при температуре 1000 С в течение 10 часов; - Технологии формирования омических контактов к р-SiC. Технологии формирования p-n-переходов методом ионной имплантации Технологии формирования омических контактов к SiC p-SiC Ti Al Технологии формирования ионно- легированных p-n-структур на основе SiC

15 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! НИЯУ МИФИ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР ПО НАПРАВЛЕНИЮ «НАНОТЕХНОЛОГИИ» , Россия, Москва, Каширское шоссе, 31