Научная статья на тему 'ЭКСПОНИРОВАНИЕ ФОКУСИРОВАННЫМ ИОННЫМ ПУЧКОМ СВЕРХТОНКОГО ЭЛЕКТРОННОГО РЕЗИСТА ДЛЯ СОЗДАНИЯ КОНТАКТОВ НАНОРАЗМЕРНОГО ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА'

ЭКСПОНИРОВАНИЕ ФОКУСИРОВАННЫМ ИОННЫМ ПУЧКОМ СВЕРХТОНКОГО ЭЛЕКТРОННОГО РЕЗИСТА ДЛЯ СОЗДАНИЯ КОНТАКТОВ НАНОРАЗМЕРНОГО ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
437
44
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ФОКУСИРОВАННЫЙ ИОННЫЙ ПУЧОК / ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОЕ ТРАВЛЕНИЕ / ИОННАЯ ЛИТОГРАФИЯ / УЛЬТРАТОНКИЙ ЭЛЕКТРОННО-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ РЕЗИСТ / НАНОРАЗМЕРНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СТРУКТУРЫ / КРЕМНИЙ НА САПФИРЕ

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Царик Константин Анатольевич

При создании контактов к наноструктурам менее 100 нм используются литографические методы, в частности электронно-лучевая литография и литография фокусированным ионным пучком с применением электронно-чувствительного резиста. Литография фокусированным ионным пучком характеризуется большей чувствительностью к резисту, высоким значением обратного рассеяния и эффектом близости, наилучшим отношением быстродействия и контрастности к минимальным размерам экспонируемых элементов по сравнению с электронно-лучевой литографией. В работе описана методика экспонирования фокусированным ионным пучком ультратонкого резиста. Определена зависимость толщины электронно-чувствительного резиста от степени его разбавления толуолом. Показано, что утонение электронно-чувствительного резиста на основе α-хлорметакрилата с α-метилстиролом до 30 нм позволяет формировать металлические контакты с зазором 500 нм на протяжении 30 мкм. Получены кремниевые наноструктуры в металлическом субмикронном зазоре на диэлектрической подложке. Геометрия полученных наноструктур исследована методами оптической, электронной, ионной и зондовой микроскопии. Установлено, что дополнительные знаки совмещения при создании наноразмерных полевых транзисторов на основе кремниевых наноструктур можно не использовать. Благодарности : автор выражает благодарность профессору В.К. Неволину за полезные рекомендации. Acknowledgments : the author expresses gratitude to Professor V.K. Nevolin for useful recommendations.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Царик Константин Анатольевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FOCUSED ION BEAM EXPOSURE OF ULTRATHIN ELECTRON-BEAM RESIST FOR NANOSCALE FIELD-EFFECT TRANSISTOR CONTACTS FORMATION

The lithographic methods are used to form contacts for nanostructures smaller than 100 nm , in part, e-beam lithography and focused ion beam lithography with the use of electron-sensitive resist. Focused ion beam lithography is characterized by greater susceptibility to resist, high value of backward scattering, proximity effect, and best ratio of speed performance and contrast to exposed elements’ minimal size, compared to e-beam lithography. In this work, a method of ultrathin resist exposure by focused ion beam is developed. Electron-sensitive resist thickness dependence on increase of its toluene dilution was established. It was shown that electron-sensitive resist thinning down to 30 μm based on α-chloro-methacrylate with α-methylstyrene allows the 500-nm gapped metal contacts formation over a span of 30 μm. Silicon nanostructures within metallic nanoscale gap on dielectric substrate have been obtained. The geometry of obtained nanostructures was studied by optical, electron, ion, and probe microscopy. It has been established that it is possible to not use additional alignment keys when nanoscale field-effect transistors are created based on silicon nanostructures.

Текст научной работы на тему «ЭКСПОНИРОВАНИЕ ФОКУСИРОВАННЫМ ИОННЫМ ПУЧКОМ СВЕРХТОНКОГО ЭЛЕКТРОННОГО РЕЗИСТА ДЛЯ СОЗДАНИЯ КОНТАКТОВ НАНОРАЗМЕРНОГО ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И МАРШРУТЫ TECHNOLOGICAL PROCESSES AND ROUTES

УДК 537.534.35:621.382.323-022.532 DOI: 10.24151/1561-5405-2021-26-5-353-362

Экспонирование фокусированным ионным пучком сверхтонкого электронного резиста для создания контактов наноразмерного полевого транзистора

К.А. Царик

Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия

[email protected]

При создании контактов к наноструктурам менее 100 нм используются литографические методы, в частности электронно-лучевая литография и литография фокусированным ионным пучком с применением электронно-чувствительного резиста. Литография фокусированным ионным пучком характеризуется большей чувствительностью к резисту, высоким значением обратного рассеяния и эффектом близости, наилучшим отношением быстродействия и контрастности к минимальным размерам экспонируемых элементов по сравнению с электронно-лучевой литографией. В работе описана методика экспонирования фокусированным ионным пучком ультратонкого резиста. Определена зависимость толщины электронно-чувствительного резиста от степени его разбавления толуолом. Показано, что утонение электронно-чувствительного резиста на основе а-хлорметакрилата с а-метилстиролом до 30 нм позволяет формировать металлические контакты с зазором 500 нм на протяжении 30 мкм. Получены кремниевые наноструктуры в металлическом субмикронном зазоре на диэлектрической подложке. Геометрия полученных наноструктур исследована методами оптической, электронной, ионной и зондовой микроскопии. Установлено, что дополнительные знаки совмещения при создании наноразмерных полевых транзисторов на основе кремниевых наноструктур можно не использовать.

Ключевые слова: фокусированный ионный пучок; плазмохимическое травление; ионная литография; ультратонкий электронно-чувствительный резист; нанораз-мерные полупроводниковые структуры; кремний на сапфире

Благодарности: автор выражает благодарность профессору В.К. Неволину за полезные рекомендации.

Финансирование работы: работа выполнена при финансовой поддержке Ми-нобрнауки России (госзадание Р8МЯ-2020-0017).

© К.А. Царик, 2021

Для цитирования: Царик К.А. Экспонирование фокусированным ионным пучком сверхтонкого электронного резиста для создания контактов наноразмерного полевого транзистора // Изв. вузов. Электроника. 2021. Т. 26. № 5. С. 353-362. DOI: https://doi.org/ 10.24151/1561-5405-2021-26-5-353-362

Focused Ion Beam Exposure of Ultrathin Electron-Beam Resist for Nanoscale Field-Effect Transistor Contacts Formation

K.A. Tsarik

National Research University of Electronic Technology, Moscow, Russia [email protected]

Abstract: The lithographic methods are used to form contacts for nanostructures smaller than 100 nm , in part, e-beam lithography and focused ion beam lithography with the use of electron-sensitive resist. Focused ion beam lithography is characterized by greater susceptibility to resist, high value of backward scattering, proximity effect, and best ratio of speed performance and contrast to exposed elements' minimal size, compared to e-beam lithography. In this work, a method of ultrathin resist exposure by focused ion beam is developed. Electron-sensitive resist thickness dependence on increase of its toluene dilution was established. It was shown that electron-sensitive resist thinning down to 30 цш based on a-chloro-methacrylate with a-methylstyrene allows the 500-nm gapped metal contacts formation over a span of 30 цш. Silicon nanostructures within metallic nanoscale gap on dielectric substrate have been obtained. The geometry of obtained nanostructures was studied by optical, electron, ion, and probe microscopy. It has been established that it is possible to not use additional alignment keys when nanoscale field-effect transistors are created based on silicon nanostructures.

Keywords: focused ion beam; plasma-chemical etching; ion lithography; ultrathin electron-sensitive resist; nanoscale semiconductor structures; silicon-on-sapphire

Acknowledgments: the author expresses gratitude to Professor V.K. Nevolin for useful recommendations.

Funding: the study has been supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (state program FSMR-2020-0017).

For citation: Tsarik K.A. Focused ion beam exposure of ultrathin electron-beam resist for nanoscale field-effect transistor contacts formation. Proc. Univ. Electronics, 2021, vol. 26, no. 5, pp. 353-362. DOI: https://doi.org/ 10.24151/1561-5405-2021-26-5353-362

Введение. Уменьшение размеров полевых транзисторов и, соответственно, тела канала до 10-20 нм стимулирует активные исследования методов создания таких объектов и их работоспособности. Один из наиболее распространенных методов изготовления наноразмерных структур - фрезерование с использованием фокусированного ионного пучка (ФИП). Метод позволяет удалять материал с помощью ионного луча. Однако воздействие ионов Ga+ является причиной повреждения материала в мелком поверхностном слое. Как и любой другой разрушающий метод анализа и формирова-

ния структур, ФИП может привести к радиационным и структурным повреждениям подложки. Взаимодействие облучающих ионов с материалом мишени вызывает зарождение дислокаций, аморфизацию, изменение плотности и упругих свойств [1, 2].

Обработку ФИП также можно использовать только в областях непосредственно над необходимыми наноструктурами, которые остаются после плазмохимического травления. Во время травления кремния имплантированный галлий реагирует с плазмой SF6/Ar, образуя энергонезависимую маску GaFx, которая защищает получающиеся наноструктуры от процесса травления. Кроме того, литография ФИП не требует дополнительных этапов нанесения резиста или проявки. Таким образом, использование ФИП галлия в совокупности с методами оптической литографии позволяет формировать полевые транзисторы нового поколения, например FinFET [3-5]. При этом удается избавиться от некоторых процессов, таких как нанесение резиста и травление твердой маски, которые при переходе в нанораз-мерную область достаточно трудоемки и энергозатратны. ФИП является инструментом для получения наноразмерного рельефа и позволяет формировать тела каналов в форме плавников целыми массивами с варьированием расстояния между ними как на кремниевых, так и на германиевых подложках [6].

В качестве литографических методов для создания контактов к наноструктурам менее 100 нм можно выделить электронно-лучевую литографию и литографию ФИП. В обоих методах применяется электронно-чувствительный резист и для создания литографической маски проводится его проявка сухим или жидкостным травлением. Литография ФИП имеет значительные преимущества перед электронно-лучевой литографией с точки зрения чувствительности к резисту, величины обратного рассеяния и эффектов близости. Метод ФИП характеризуется наилучшим отношением быстродействия и контрастности к минимальным размерам экспонируемых элементов.

При экспонировании резистов ионным пучком во избежание повреждения поверхности подложки важно подобрать оптимальные параметры для формирования шаблонов, такие как толщина и количество слоев резистов, доза излучения пучка, апертура, шаг между точками воздействия, энергия используемых ионов. Подбор данных параметров позволяет добиться высокого пространственного разрешения и минимально возможных расстояний между системой контактов сток-исток.

В настоящей работе рассматривается возможность формирования наноразмерных кремниевых структур в субмикронном зазоре металлических контактов в нужном месте подложки с помощью маскирования методом ФИП путем легирования приповерхностной области по заданному рисунку и плазмохимического травления (ПХТ) для образцов кремний на сапфире и метода ионной литографии с применениям электронно-чувствительного резиста.

Эксперимент. В качестве исследуемых образцов использовали подложки кремний на сапфире диаметром 100 мм, с толщиной кремния 220 нм, удельным сопротивлением легированного фосфором слоя кремния 0,3 Ом см. Из них вырезали образцы размером 2 х 2 см.

Сначала на образце создавали контакты, между которыми будут находиться наноструктуры. Использовали метод воздействия ФИП на электронно-чувствительный ре-зист. На поверхность подложки методом центрифугирования наносили два слоя резиста. В качестве первого слоя выступал резист для обратной литографии LOR 3A, необходимый для лучшего формирования топологии контактов сток-исток. В качестве второго слоя использовали позитивный электронно-чувствительный резист AR-P 6200.04 на основе а-хлорметакрилата с а-метилстиролом с максимально возможным разрешением менее 10 нм. Каждый слой после нанесения методом центрифугирования сушили на плите при следующих условиях: первый слой - 180 °C в течение 2 мин, второй слой - 150 °C

в течение 1 мин. При этом недостаточное время или температура отжига первого слоя могли привести к перемешиванию слоев и невозможности качественной проявки верхнего слоя. Перегрев или превышение времени при сушке вызывает задубливание рези-ста и приводит к невозможности дальнейшего его проявления.

Паспортные данные резиста предполагают его экспонирование в электронном, а не ионном луче. Найдена зависимость глубины проявления от дозы воздействия ионного пучка при толщине резиста без его разбавления. Для использования высокого разрешения при воздействии ФИП электронный резист должен иметь малую толщину, поэтому его разбавили и нашли зависимость получения толщины резиста от содержания в рези-сте толуола, позволяющего получить необходимую толщину резиста.

Нанесенный двухслойный резист экспонировали фокусированным ионным пучком в нанотехнологическом комплексе «Нанофаб-100». Экспонирование контактных областей происходило при апертуре ионного пучка 1 пА, энергия ионов галлия равна 30 кэВ. Координаты точек воздействия и время воздействия в точке, а также расстояние между точками воздействия и ориентацию рисунка топологии в пространстве определяли в потоковом файле-шаблоне управления ионным пучком. Специально созданный на языке программирования PHP скрипт формировал данный потоковый файл. Оптимальная доза воздействия определена из полученной зависимости глубины проявки от дозы воздействия ионного пучка. Проявку электронно-чувствительного резиста осуществляли в проявителе AR 600-546 в течение 1 мин, проявку нижнего слоя - в проявителе MF319 в течение 35 с с последующей промывкой в деионизованной воде. Далее образец подсушивали при температуре 130 °С на плите в течение 1 мин и передавали на напыление металла. Топологию проявленных структур контролировали с помощью оптического микроскопа и атомно-силового микроскопа Solver PRO. При проведении обратной литографии пленки Al/Ti толщиной 150 нм/30 нм наносили методом магнетронного распыления и «взрыва» резистов в диметилсульфоксиде. В результате были сформированы контакты сток-исток. Сформированные контакты анализировали методами оптической и атомно-силовой микроскопии для определения оптимальных параметров ионной литографии.

Образцы подложек кремний на сапфире с созданными на поверхности кремния контактами маскировали ФИП с последующим ПХТ для формирования рельефа в виде массива выступающих линий на сапфировой подложке. Доза воздействия ионным пучком была оптимальной для формирования протяженных наноструктур с толщиной в сечении порядка 50 нм. Принцип подбора оптимальных параметров легирования для маскирования опробован и описан в работе [7], моделирование формы области залегания атомов галлия после внедрения показано в [8]. В результате оптимизации в зазоре между каждой парой контактов создано по десять областей в виде линий из ионов галлия для маскирования при ПХТ. По завершении ПХТ образованные группы наноструктур исследовали на проводимость.

Результаты и их обсуждение. Для достижения наноразмерного разрешения необходимо оптимизировать состав, последовательность и толщину слоев резистов. Так как жидкостная проявка резиста LOR имеет изотропный характер, то минимальный зазор между контактами должен быть больше удвоенной толщины резиста LOR, иначе образующийся мостик из резистов, разрывающий области будущих контактов, не будет иметь опоры. Толщину второго резиста определяли с учетом того, что ионный пучок после попадания в материал в результате тормозного пути ионов расходится и имеет сечение по глубине слоя в форме луковицы. Размеры максимальной глубины составляют порядка 80-100 нм. Для того чтобы ограничить расхождение пучка ионов, предпринята попытка утонить резист.

Дальнейшее расширение пучка попадает на резист, не реагирующий на ионы. Оптимальная толщина резистов с точки зрения обеспечения качественных границ при литографии следующая: для LOR 3A - 200 нм, для AR-P 6200.04 - 30 нм.

При формировании зазора литографическими методами необходимо учитывать проявление нижнего слоя резиста на ширину, примерно равную его толщине. Это связано с жидкостным изотропным травлением слоя. Использование сухого травления не предполагалось, так как оно стравливает верхний резист. В настоящей работе выбран зазор между будущими контактами 400-500 нм. Для достижения этого толщина слоя резиста LOR не должна превышать 200 нм, чтобы в результате распроявления между экспонированными областями не обрушился мостик и остался зазор между металлическими дорожками.

Отработан режим нанесения двухслойного резиста путем подбора степени разбавления для верхнего электронно-чувствительного резиста и варьирования следующих параметров: объема наносимого резиста, частоты оборотов центрифуги и времени нанесения. На рис.1 показана зависимость толщины резиста при 6000 оборотах центрифуги от степени его разбавления толуолом. Указанные толщины резиста получены при одинаковом режиме нанесения, кроме разбавления. Представленные на рисунке значения отсутствуют в паспортных данных резиста. Необходимо отметить, что использовать тонкий резист для создания нависающих краев при обратной литографии достаточно сложно ввиду увеличения хрупкости слоя при уменьшении толщины. Эмпирическим путем установлено, что минимальный предел толщины верхнего резиста для использования обратной литографии 30 нм. В случае дальнейшего снижения толщины резиста для длинных, более 10 мкм, структур происходит обвал нависающих краев при проявлении нижнего слоя и металличесая структура при напылении на проявленный участок запыляет боковые стенки проявленной области. В итоге после удаления резиста эти дополнительные области металла остаются и свисают по сторонам, образуя «уши».

Параметры центрифугирования подбирали из паспортных значений, количество ре-зиста для центрифугирования выбирали исходя из полного покрытия поверхности образца размером 2 х 2 см (таблица).

Оптимальные параметры нанесения двухслойного резиста для обратной литографии

при экспонировании ФИП Optimal parameters for applying a two-layer resist for lift-off lithography using focused ion beam exposure

Резист Параметры нанесения резиста Условия сушки Толщина резиста, нм

LOR 3A 50 мкл 2000 об./мин,10 с 6000 об./мин, 60 с 180 °С, 2 мин 200

AR-P 6200.04 (разбавлен толуолом 1:5 (60:300 мкл)) 50 мкл 2000 об./мин,10 с 6000 об./мин, 100 с 150 °С,1 мин 30

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Доля толуола в растворе, %

Рис.1. Зависимость толщины резиста от степени разбавления его толуолом

при центрифугировании Fig.1. Dependence of the resist thickness on its dilution with toluene when applied by centrifugation at 6000 rpm

Исследовано влияние дозы ионов при экспонировании ФИП на глубину дальнейшей проявки. С этой целью использовали слой AR-P 6200.04 без разбавления при нанесении на 6000 оборотах центрифуги. С помощью ФИП проэкспонирована серия шаблонов с увеличением дозы воздействия от 0,2 до 1,15 пКл/мкм2 (рис.2). Эффект травления контролировали после экспонирования и вычитали из значения глубины после проявки.

Из рис. 2 видно, что при начальном увеличении дозы экспонирования (стадия I) происходит увеличение проявляемой глубины до необходимой для работы. По границе данной стадии можно определить минимальную дозу воздействия для проявления необходимой толщины резиста. Далее резист будет проявляться полностью, пока не начнет возникать эффект полимеризации резиста (стадия III), а затем и травления. Схематично все стадии показаны на рис.3. При дальнейшем увеличении дозы воздействия начинает преобладать травление резиста и глубина проявления будет соответствовать глубине после экспонирования ионным пучком. При травлении резиста эффекты экспонирования и полимеризации будут присутствовать на краях обрабатываемых областей.

1 экспонирования, пКл/мкм

Рис.2. Зависимость глубины проявки от дозы экспонирования резиста на основе a-хлормета-крилата с a-метилстиролом с помощью ФИП

(I, II, III - стадии экспонирования) Fig.2. Dependence of the development depth on the exposure dose of a resist based on a-chlorometha-crylate with a-methylstyrene with using focused ion beam (I, II, III - stages of exposure)

Рис.3. Схематичное изображение проявленных областей для трех стадий воздействия ионного пучка

на резист при экспонировании ФИП Fig.3. Schematic representation of the developed areas for three stages of the action of an ion beam

on a resist during exposure focused ion beam

После оптимизации параметров нанесения и дозы воздействия ионов на резист проведено экспонирование литографического рисунка с апертурой ФИП 1 пА при времени воздействия 1,5-2,5 мкс. Расстояние между точками воздействия пучка при этом равно 50 нм. Результат экспонирования и проявления контролировали с помощью оптического микроскопа (рис.4). Из рисунка видно, что мостик резиста между проявленными областями не имеет повреждений и структура готова к нанесению металла с дальнейшим «взрывом» резиста. После данной процедуры на образце формируются металлические контакты с зазором порядка 500 нм.

Для формирования в зазоре кремниевых наноструктур применяли методику маскирования поверхности кремния. Для получения узких наноструктур использовали апертуру 1 пА. Время воздействия в точке составляло 0,5 мкс, число проходов равно 10 000. При шаге точек воздействия 25 нм доза воздействия составляла 0,43 нКл/мкм . Выбор времени за один проход обоснован минимально возможным травлением образца, а количество проходов ионного пучка по шаблону определяло суммарную дозу внесенных в приповерхностный слой кремния ионов галлия. Таким образом создавалась устойчивая маска для фторсодержащей плазмы в режиме ПХТ. Это связано с образованием фторида галлия, который препятствует травлению кремния. Десять линий обрабатывались за 40 с, что в

Рис.4. Изображение проявленной области резиста после экспонирования ФИП и обработки в проявителе, полученное с помощью

оптического микроскопа Fig.4. An optical microscope image of the developed resist area after exposure with focused ion beam and processing in a developer

совокупности с акустическими колебаниями подложки дает небольшое уширение линий. Благодаря уже полученным контактным площадкам изготовление знаков совмещения не требовалось.

На рис.5 показаны структуры, полученные после плазмохимического травления маскированных областей. Из рис.5,б видно, что при маскировании кремния частично протравлен металлический контакт. Однако коэффициент распыления металлической пленки при воздействии ускоренными ионами гораздо меньше, чем у кремния, а кремний травится примерно на 2 нм в глубину при маскировании. Можно сделать вывод, что перерезания металла не произошло.

а б

Рис. 5. ФИП-изображение (а) и СЭМ-изображение (б) кремниевых наноструктур

с поперечным размером менее 50 нм, расположенных в зазоре 500 нм Fig.5. Focused ion beam image (a) and SEM image (b) of silicon nanostructures with a transverse size of less than 50 nm, located in a gap of 500 nm

ВАХ полученных наноструктур показаны на рис.6,а. Измерения проводили с помощью зондовой станции и измерительного прибора ИППП 1. Из рисунка видно, что струкутры имеют изгибающуюся ВАХ, характерную для контактов Шоттки. Для того чтобы оценить проводимость одной кремниевой наноструктуры, на одной из структур с помощью фокусированного ионного пучка обрезали девять из десяти кремниевых наноструктур. Результат измерения ВАХ этой структуры представлен на рис.6,6. Сопротивление одной структуры составляет 1,8 ГОм.

и, в и, в

а б

Рис.6. ВАХ группы из десяти наноструктур (а) и одной наноструктуры (б) между металлическими контактами Fig.6. Current-voltage characteristics of a group of ten nanostructures (a) and one nanostructure (b)

between metal contacts

Низкая проводимость структуры может быть связана с формированием оксида на поверхности кремния. Другим возможным вариантом может быть эффект недостаточного маскирования кремния ионами галлия в областях на границе металлического контакта. Имеется в виду, что плазмохимическое травление кремния происходит с небольшим подтравом областей, находящихся под металлом. Таким образом, у кремниевых наноструктур есть утонения в местах, где кремний заходит под металл. Однако наличие проводимости и возможность ограничения ее с помощью контроля количества наноструктур свидетельствуют о контакте с металлом. Контакт с металлом осуществляется через пленку кремния, которая скрыта под металлическим контактом и из которой сделаны протяженные наноструктуры между контактами.

Заключение. В результате проведенных экспериментов исследована методика получения кремниевых наноструктур в металлическом наноразмерном зазоре на диэлектрической подложке. Установлено, что толщина электронно-чувствительного резиста зависит от степени его разбавления толуолом, а глубина проявки - от дозы воздействия ионного пучка (1 пА, 30 кэВ). Найдены граничные условия для толщин пленок в случае обратной литографии с высоким разрешением. Полученные полупроводниковые наноструктуры совместимы с заранее изготовленным металлическим субмикронным зазором. Исследования геометрии полученных наноструктур методами оптической, электронной, ионной и зондовой микроскопии показали, что дополнительные знаки совмещения при создании наноразмерных полевых транзисторов на основе кремниевых наноструктур можно не использовать.

Литература

1. Razali W.R.W., Rashid N.N.M., Hosman N.K., Aid S.R. Surface patterning of silicon and germanium using focused ion beam for the development of FinFET structure // 2019 IEEE Regional Symposium on Micro and Nanoelectronics (RSM). Pahang: IEEE, 2019. P. 116-118. DOI: https://doi.org/10.1109/ RSM46715.2019.8943520

2. Nanoscale structural damage due to focused ion beam milling of silicon with Ga ions / E. Salvati, L.R. Brandt, C. Papadaki et al. // Materials Letters. 2018. Vol. 213. P. 346-349. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.matlet.2017.11.043

3. Priya A., Rai S., Mishra R.A. Comparative analysis of junctionless bulk and SOI/SON FinFET // 2017 4th International Conference on Power, Control & Embedded Systems (ICPCES). Allahabad: IEEE, 2017. P. 1-4. DOI: https://doi.org/10.1109/ICPCES.2017.8117647

4. Kaur G., Gill S.S., Rattan M. Design and performance analysis of 20nm 5-fin SOI FinFET for different channel materials // 2017 International Conference on Computing, Communication and Automation (ICCCA). Greater Noida: IEEE, 2017. P. 1569-1572. DOI: https://doi.org/10.1109/CCAA.2017.8230053

5. Leonhardt A., Puydinger dos SantosM. V., Diniz J.A., Manera L.T. Ga+ focused ion beam lithography as a viable alternative for multiple fin field effect transistor prototyping // Journal of Vacuum Science & Technology B. 2016. Vol. 34. Iss. 6. P. 06KA03. DOI: https://doi.org/10.1116/L4963879

6. A high aspect ratio silicon-fin FinFET fabricated upon SOI wafer / Y.G. Liaw, W.-Sh. Liao, M.-Ch. Wang et al. // Solid-State Electronics. 2016. Vol. 126. P. 46-50. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.sse.2016.09.017

7. Silicon-based nanostructures formed by plasma etching through a mask formed by a focused beam of Ga+ ions / I.I. Bobrinetskii, A.V. Volkova, A.A. Zaitsev et al. // Russian Microelectronics. 2015. Vol. 44. Iss. 7. P. 482-486. DOI: https://doi.org/10.1134/S1063739715070045

8. Bobrinetskii I.I., Nevolin V.K., Tsarik K.A., Chudinov A.A. A distribution of Ga+ ions in a silicon substrate for nano-dimensional masking // Russian Microelectronics. 2014. Vol. 43. Iss. 1. P. 15-20. DOI: https://doi.org/10.1134/S1063739713060036

Поступила в редакцию 15.04.2021 г.; после доработки 15.04.2021 г.; принята к публикации 08.07.2021 г.

Царик Константин Анатольевич - научный сотрудник Научно-образовательного центра «Зондовая микроскопия и нанотехнология» Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шоки-на, 1), [email protected]

References

1. Razali W.R.W., Rashid N.N.M., Hosman N.K., Aid S.R. Surface patterning of silicon and germanium using focused ion beam for the development of FinFET structure. 2019 IEEE Regional Symposium on Micro and Nanoelectronics (RSM), Pahang, IEEE, 2019, pp. 116-118. DOI: https://doi.org/10.1109/ RSM46715.2019.8943520

2. Salvati E., Brandt L.R., Papadaki C., Zhang H., Mousavi S.M., Wermeille D., Korsunsky A.M. Nanoscale structural damage due to focused ion beam milling of silicon with Ga ions. Materials Letters, 2018, vol. 213, pp. 346-349. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2017.11.043

3. Priya A., Rai S., Mishra R.A. Comparative analysis of junctionless bulk and SOI/SON FinFET. 2017 4th International Conference on Power, Control & Embedded Systems (ICPCES). Allahabad, IEEE, 2017, pp. 1-4. DOI: https://doi.org/10.1109/ICPCES.2017.8117647

4. Kaur G., Gill S.S., Rattan M. Design and performance analysis of 20nm 5-fin SOI FinFET for different channel materials. 2017 International Conference on Computing, Communication and Automation (ICCCA). Greater Noida, IEEE, 2017, pp. 1569-1572. DOI: https://doi.org/10.1109/CCAA.2017.8230053

5. Leonhardt A., Puydinger dos Santos M.V., Diniz J.A., Manera L.T. Ga+ focused ion beam lithography as a viable alternative for multiple fin field effect transistor prototyping. Journal of Vacuum Science & Technology B, 2016, vol. 34, iss. 6, p. 06KA03. DOI: https://doi.org/10.1116/L4963879

6. Liaw Y.-G., Liao W.-Sh., Wang M.-Ch., Lin Ch.-L., Zhou B., Gu H., Li D., Zou X. A high aspect ratio silicon-fin FinFET fabricated upon SOI wafer. Solid-State Electronics, 2016, vol. 126, pp. 46-50. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sse.2016.09.017

7. Bobrinetskii I.I., Volkova A.V., Zaitsev A.A., Nevolin V.K., Tsarik K.A., Chudinov A.A. Silicon-based nanostructures formed by plasma etching through a mask formed by a focused beam of Ga+ ions. Russian Microelectronics, 2015, vol. 44, iss. 7, pp. 482-486. DOI: https://doi.org/10.1134/S1063739715070045

8. Bobrinetskii I.I., Nevolin V.K., Tsarik K.A., Chudinov A.A. A distribution of Ga+ ions in a silicon substrate for nano-dimensional masking. Russian Microelectronics, 2014, vol. 43, iss. 1, pp. 15-20. DOI: https://doi.org/10.1134/S1063739713060036

Received 15.04.2021; Revised 15.04.2021; Accepted 08.07.2021.

Information about the author:

Konstantin A. Tsarik - Researcher of the Scientific and Educational Center «Probe Microscopy and Nanotechnology», National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

/-4

Вниманию читателей журнала «Известия высших учебных заведений. Электроника»

Подписку на печатную версию журнала можно оформить:

• по каталогу «Периодические издания. Газеты и журналы» ООО «УП Урал-Пресс». Подписной индекс 47570

• по объединенному каталогу «Пресса России» ООО «Агентство «Книга-Сервис» в любом почтовом отделении. Подписной индекс 38934

• через редакцию - с любого номера и до конца года

Подписку на электронную версию журнала можно оформить на сайтах:

• Научной электронной библиотеки: www.elibrary.ru

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• ООО «Агентство «Книга-Сервис»: www.rucont.ru;www.akc.ru;

www.pressa-rf.ru

• ООО «УП Урал-Пресс»: www.delpress.ru

• ООО «ИВИС»: www.ivis.ru

V_✓

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.