Разработка и исследование основ золь-гель технологий формирования диэлектрических пленок на основе оксида алюминия для органических полевых транзисторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат технических наук Луговой, Евгений Владимирович

• Луговой, Евгений Владимирович
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Луговой, Евгений Владимирович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК А1203

1.1 Микро- и наноструктуры с применением пленок на основе оксида алюминия

1.2 Методы синтеза оксида алюминия и формирования диэлектрических пленок на его основе

1.3 Золь-гель технология и ее применение для синтеза диэлектрических пленок на основе А1203

Выводы

2. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛЕНОК А1203 ПРИ

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКЕ СТРУКТУРЫ А1203/81

2.1 Исследование термических процессов при электронно-лучевой обработке структуры А1203/81

2.2 Термодинамический анализ реакций образования а-А1?03

2.3 Физико-механическая модель спекания золь-гель пленок на основе А1203

Выводы

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЛИЯНИЯ

ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛЕНОК

А1203

3.1 Электронно-лучевое формирование диэлектрических пленок А1203

3.2 Особенности используемого оборудования и оснастка для обработки электронным лучом

3.3 Методика исследования поверхности

3.4 Синтез и формирование диэлектрических пленок на основе А1?03

3.5 Электронная структура а-АЬ03

3.6 Влияние температуры отжига на шероховатость поверхности пленок А1203

3.7 Исследование электрических характеристик сформированных пленок А1203

3.8 Исследование оптических характеристик пленок

3.9 Исследование фазового состояния сформированных пленок А1203

Выводы

4. ПРИМЕНЕНИЕ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ А1203 В ИЗДЕЛИЯХ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

4.1 Оценка влияния технологических особенностей формирования подзатворного диэлектрика полевого транзистора

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование основ золь-гель технологий формирования диэлектрических пленок на основе оксида алюминия для органических полевых транзисторов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В современной технике, электронной и электротехнической промышленности пленки играют важную роль. Они находят широкое применение в микроэлектронных приборах, оптоэлектронике, датчиках, в качестве просветляющего покрытия, защитного покрытия и др. В соответствии с этим пленки при сравнительно жестких режимах эксплуатации, как перспективные материалы, должны обладать стабильностью свойств, быть сравнительно дешевыми и технологичными. В настоящее время этим требованиям наиболее полно удовлетворяют пленки оксида алюминия (А120з), которые проявляют термодинамическую устойчивость при высоких температурах, с более высокой диэлектрической проницаемостью по сравнению с диоксидом кремния (8Ю2), проявляют хорошую диэлектрическую прочность, химическую и радиационную устойчивость, имеют низкую плотность поверхностных состояний.

В связи с этим формирование микроэлектронных структур с диэлектрическими пленками на основе А120з является актуальным. Известно много методов формирования пленок на основе оксида алюминия. Однако имеющиеся методы позволяют получать либо пленки с высокой себестоимостью (послойное атомное осаждение), либо пленки с микро- и макродефектами. Из известных методов золь-гель метод наиболее дешевый, позволяющий получать пленки требуемого состава и стехиометрии, однако не позволяющий получать пленки высокого качества. Используя данный метод и возможности электронно-лучевого нагрева в локальной области до высоких температур, можно улучшить качество пленки и ее совершенство [1].

Одним из интенсивно развивающихся направлений применения в технологии микро- и наноэлектроники золь-гель пленок А1203 является использование их в качестве подзатворного диэлектрика и в органических транзисторах в частности, которые в настоящее время все больше внимания привлекают разработчиков матриц для дисплеев, датчиков, электронных

меток и т.д. Однако, одна из существенных проблем органических полевых транзисторов - высокое рабочее напряжение, которое может превышать несколько десятков вольт, следовательно, уменьшается КПД и, как результат, высокая рассеиваемая мощность. Емкость диэлектрика является определяющей частотные свойства транзистора. Чтобы увеличить емкость подзатворного диэлектрика необходимо увеличивать диэлектрическую проницаемость или уменьшать толщину диэлектрика, причем технология уменьшения толщины диэлектрика резко увеличивает стоимость прибора. Поэтому более целесообразно применение диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью и А1203 в частности, так как позволяет работать при меньших рабочих напряжениях.

Так как транзисторы реализуются на органическом материале, то применение традиционных методов вакуумного получения диэлектрических пленок ограничено. Следовательно, развитие производства основывается на осаждении. Золь-гель технология наиболее предрасположена к применению для синтеза и формирования подзатворных диэлектриков на основе А1203.

Целью данной работы является разработка основ технологического процесса формирования диэлектрических пленок на основе А120з, синтезированных золь-гель методом, для повышения функциональных и эксплуатационных характеристик органических полевых транзисторов.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Провести анализ известных способов формирования диэлектрических пленок на основе А1203 для устройств микро- и наноэлектроники.

2. Изучить физико-химические процессы формирования золь-гель пленок на основе А1203 на кремниевой подложке (А1203/81) при тепловом воздействии на структуру стационарным и локальным тепловым полем.

3. Исследовать электрофизические характеристики сформированных

диэлектрических тонкопленочных структур с А1203.

5

4. Рассмотреть возможность формирования органических полевых транзисторов с подзатворным диэлектриком А1203, синтезированным золь-гель методом и сформированным высокотемпературным полем в вакууме.

Научная новизна

1. Разработана физико-механическая модель спекания ксерогеля оксида алюминия, учитывающая динамику релаксации поверхности и кинетику спекания пористых твердых материалов.

2. Определена функциональная зависимость изменения толщины и шероховатости пленок А120з от технологических режимов обработки.

3. Установлено, что сформированные золь-гель методом пленки бемита после отжига в вакууме и фазовых превращений имеют диэлектрическую проницаемость на 23 - 26 % ниже монокристаллического сапфира.

Практическая значимость работы

1. Определена область тепловых режимов формирования пленки в вакууме и последующей финишной электронно-лучевой обработки, позволяющей получить однородную пленку А120з с диэлектрической проницаемостью 7,2 - 7,4.

2. Экспериментально выявлено, что при повышении температуры отжига в вакууме до 1 ООО °С среднеквадратичная шероховатость золь-гель пленок АЬОз снижается до 0,60 - 0,42 нм.

3. Разработан маршрут изготовления органического полевого транзистора с использованием А1203 в качестве подзатворного диэлектрика с рабочими напряжениями в области 1 - 5 В.

Положения, выносимые на защиту

1. Физико-механическая модель спекания ксерогеля оксида алюминия.

2. Экспериментальные закономерности влияния режимов отжига на шероховатость поверхности, оптические и электрофизические параметры сформированных пленок А1203.

3. Экспериментально установленные режимы термического отжига в вакууме, влияющие на фазовое состояние пленок оксида алюминия.

4. Маршрут изготовления органического полевого транзистора с использованием А1203 в качестве подзатворного диэлектрика, сиинтезированного золь-гель методом.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Предложена физико-механическая модель формирования тонких диэлектрических пленок оксида алюминия, сформированные золь-гель методом с термическим отжигом в вакууме.

2. Определена функциональная зависимость изменения толщины и шероховатости пленок А1203 от технологических режимов обработки.

3. Установлено, что сформированные методом золь-гель пленки бемита после отжига в вакууме и фазовых превращений имеют диэлектрическую проницаемость на 23 - 26 % ниже монокристаллического сапфира.

4. Экспериментально определены закономерности влияния режимов отжига на шероховатость поверхности пленок А1203, показывающие снижение среднеквадратичной шероховатости от 1,1 до 0,5 нм при увеличении температуры отжига от 200 до 1000 °С.

5. Получены технологические режимы формирования пленки в вакууме с последующей финишной ЭЛО, позволяющие получить однородную пленку А1?03 с диэлектрической проницаемостью 7,2 -7,6.

6. Разработан маршрут изготовления органического полевого транзистора с подзатворным диэлектриком А1203 с рабочими напряжениями в области 1 - 5 В.

Апробация результатов работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на III, V Российской СНТК «Вакуумная техника и технологии» (Казань, 2007, 2011 г.), Третьей ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр ЮНЦ РАН (Ростов-на-Дону, 2008 г.), международной научно-технической конференции «Микро- и нанотехнологии в электронике» (Нальчик, 2009 г.), X Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов (Таганрог, 2010 г.), Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (INTERMATIC) (Москва, 2012 г).

Публикации.

Результаты диссертационной работы отражены в 10 печатных работах, из них 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, и 6 работ в сборниках трудов конференций.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на русском языке и состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы (115 наименований). Общий объем диссертации 105 страниц.

1. ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК А1203

1.1 Микро- и наноструктуры с применением пленок на основе оксида алюминия

В настоящий момент разработка перспективных материалов для применения в микро- и наноэлектронике - одно из приоритетных направлений развития науки. В современной кремниевой микроэлектронике базовым диэлектриком является диоксид кремния. В настоящее время в связи с тем, что путь развития микроэлектроники идет в направлении увеличения быстродействия приборов и информационной емкости кремниевой технологии, прогресс требует заменить в этой области 8Ю2 (диэлектрическая проницаемость 8 = 3,9) на диэлектрики, имеющие более высокую диэлектрическую проницаемость [2]. Одним из перспективных материалов для замены 8Ю2 в структурах микро- и нанолектроники является оксид алюминия.

В МДП-транзисторах заряд в инверсионном канале пропорционален емкости конденсатора, который образуется подзатворным диэлектриком, затвором и кремниевой подложкой. Крутизна вольт-амперной характеристики (ВАХ) транзистора и его быстродействие будут тем выше, чем больше будет емкость образованного конденсатора, соответственно выше заряд в инверсионном канале при заданном потенциале и выше проводимость канала. Емкость С плоского конденсатора определяется выражением:

^ _ £, ' £о ' $

й.

I

где С - емкость конденсатора,

£о— диэлектрическая проницаемость вакуума, £ - площадь конденсатора, <3, - толщина диэлектрика,

£¡ - диэлектрическая проницаемость окисла.

9

Заряд (2, который индуцируется на обкладках конденсатора емкостью С напряжением и, описывается формулой

0 = с-и

По правилам масштабирования происходит увеличение информационной емкости микросхем. Согласно им, увеличение емкости диэлектрика сопровождается уменьшением длины канала [2]. В кремниевых приборах первым универсальным диэлектриком был термический диоксид кремния, используемый в качестве подзатворного диэлектрика в МДП-транзисторах. Увеличение емкости транзистора осуществляется путем уменьшения толщины подзатворного диэлектрика. Однако на уменьшение толщины диэлектрика существует физическое ограничение. Дальнейшее уменьшение толщины оксида приводит к высоким туннельным токам утечки, что ведет к ухудшению ВАХ транзистора по причине вытягивания неосновных носителей на затвор из канала и большому дополнительному рассеянию мощности. Подавления туннельных токов утечки можно добиться, если использовать диэлектрик с более высокой диэлектрической проницаемостью [2, 3].

В настоящее время в качестве изолятора в запоминающем конденсаторе динамических и статических запоминающих устройств используется БЮ2 [4]. Однако уменьшение площади ячеек запоминающих конденсаторов приведет к увеличению информационной емкости оперативных запоминающих устройств (ОЗУ). Для того, чтобы при этом электрическая емкость запоминающих конденсаторов не уменьшалась, необходимо уменьшать толщину диэлектрического слоя. Однако с уменьшением толщины окисла увеличивается ток утечки запоминающего конденсатора, что в свою очередь приведет к растеканию заряда, который накапливается на обкладках конденсатора. Использование диэлектрика с большей диэлектрической проницаемостью является возможным решением проблемы масштабирования ОЗУ. На сегодняшний день А1203 является одним из наиболее подходящих кандидатов для замены БЮг-

Еще одно из важных направлений использования А1203 в кремниевых флэш-элементах памяти в качестве верхнего блокирующего слоя [3, 5, 6, 7]. В настоящее время флэш-память на основе структур поликремний-оксид алюминия-нитрид кремния-оксид кремния-полупроводник (ПОНОП) интенсивно изучается и осваивается. Данный элемент памяти представляет из себя МДП-транзистор с изменяемым пороговым напряжением и многослойным диэлектриком (рисунок 1.1).

Исток

?

1

Затвор

Поли-81

А1203

31М4

БЮ?

р-81

1

Блокирующий диэлектрик

Запоминающая среда

Туннельный оксид Сток

Рисунок 1.1 - Флэш-элемент памяти с А120з в качестве блокирующего слоя [5]

Аморфный нитрид кремния 813М4 с высокой плотностью глубоких электронных и дырочных ловушек выступает в роли запоминающей среды в элементе памяти. Он отделен от подложки туннельным 8Ю2. Для блокирования паразитной инжекции электронов и дырок из затвора в нитрид последний отделен от затвора слоем окисла. В обычных ПОНОП-структурах в качестве блокирующего слоя используется 810?. В работе [3, 8] предложено заменить блокирующий 810? на А1203. Кроме того, в [9, 10] было предложено использовать диэлектрики с Ь^И-к во флэш-элементах памяти с кремниевыми нано кластерам и в качестве запоминающей среды. Благодаря тому, что диэлектрическая проницаемость А1?03 (в — 10) существенно выше

проницаемости 8Ю2 (е = 3,9) при одинаковой амплитуде импульса программирования и стирания, электрическое поле в блокирующем А1203 меньше, чем в 8Ю2. Следовательно, падение напряжения на блокирующем А120з меньше, чем на 8Ю2. Уменьшение падения напряжения на блокирующем слое при использовании А1203 приводит к тому, что на туннельном 8Ю2 падает большое напряжение и, соответственно, увеличивается поле [2]. Таким образом, увеличение поля в туннельном оксиде приводит к увеличению темпа туннельной инжекции электронов и дырок из подложки и, следовательно, к увеличению быстродействия элемента памяти в режиме программирования и стирания информации при неизменной толщине туннельного оксида [2]. Замена блокирующего 8Ю2 на А1203 позволит при неизменном быстродействии увеличить толщину туннельного 8Ю2, что в свою очередь повысить надежность флэш-памяти в режиме хранения информации. Другое преимущество использования в качестве блокирующего слоя А1203 состоит в подавлении паразитной инжекции электронов и дырок из затвора за счет уменьшения электрического поля в блокирующем слое. Таким образом, использование А1203 позволит повысить быстродействие, надежность, процент выхода годных изделий [2].

Активно развивающимся направлением применения в технологии микро- и наноэлектроники золь-гель пленок А1203 является использование их в качестве подзатворного диэлектрика в органических транзисторах, которые в настоящее время все больше внимания привлекают разработчиков матриц для дисплеев [11, 12, 13, 14], датчиков [15, 16], электронных меток радиочастотной идентификации [17, 18].

Органический транзистор - устройство, подобное полевому транзистору, в котором потенциал затвора управляет током сток-истока. Структурная схема транзистора показана на рисунке 1.2, где Ус и Уоз — прикладываемые напряжения на затворе и стоке/истоке, соответственно.

П/п

Затвор

Диэл

Подложка

VSD

X

VG

Рисунок 1.2 - Структура органического транзистора с диэлектриком на основе

А1203

Для определения степени влияния диэлектрика на характеристики (параметры) органических полевых транзисторов рассмотрим диаграмму энергетических уровней Ферми металла и уровней, формирующих ток, которые называют наивысшей занятой молекулярной орбиталью (HOMO) и низшей незанятой молекулярной орбиталью (LUMO) в полупроводнике (рисунок 1.3). Если на затворе отсутствует потенциал (рисунок 1.3, а), в органическом полупроводнике носители зарядов также отсутствуют. Единственный способ генерации тока в органическом полупроводнике это инжекция носителей заряда из стока-истока. Однако ток в органическом полупроводнике мал вследствие высокого сопротивления органического полупроводника и большого расстояния между стоком-истоком.

Если потенциал затвора отрицательный (рисунок 1.3, б), на границе органического полупроводника, прилегающей к диэлектрику затвора, индуцируются положительные заряды (формируется проводящий канал р-типа). Если уровень Ферми металлических электродов исток-сток близок к уровню HOMO органического полупроводника, тогда положительные заряды могут быть извлечены электродами с помощью приложенного к ним напряжения сток-исток VDS (не показано на рисунке). Такой органический

полупроводник, способный проводить только носители положительных зарядов, называется полупроводником р-типа.

При приложении к затвору положительного напряжения (рисунок 1.3, в) на границе диэлектрика индуцируются отрицательные заряды (канал п-типа). Если уровень Ферми металлических выводов исток-сток далек от уровня LUMO, так что инжекция/экстракция электронов маловероятна, то может возникнуть небольшой ток между стоком и истоком IDS вследствие высоких контактных барьеров. Если уровень Ферми металлических выводов исток-сток близок к уровню LUMO органического полупроводника, тогда отрицательные заряды могут быть инжектированы и экстрагированы электродами с помощью приложенного к ним напряжения исток-сток VDS (не показано на рисунке). Соответственно, такой органический полупроводник, способный проводить только носители отрицательных зарядов, называется полупроводником п-типа. Однако органические полупроводники п-типа менее распространены из-за сложности формирования материалов с большим сродством к электрону [19].

Vr.= о

LUMO 1=1

HOMO

Металл Орг. Металл п/п

VG<0

LUMP 1=1

Металл Металл

п/п

VG>0

Металл Орг- Металл п/п

в

Рисунок 1.3 - Диаграмма энергетических уровней Ферми металлических выводов исток-сток и уровней НОМО-ШМО полупроводника

1.2 Методы синтеза оксида алюминия и формирования диэлектрических пленок на его основе

Анализ научных источников информации показал, что в настоящее время для синтеза и формирования пленок А1203 используются различные методы: послойное атомное осаждение [20, 21], магнетронное распыление, электронно-лучевое испарение [22, 23], лазерное испарение [24], золь-гель технология [25, 26], химическое осаждение из газовой фазы [27, 28].

Послойное атомное осаждение. Одним из наиболее развивающихся методов синтеза диэлектрических пленок А120з является атомное послойное осаждение (АПО) (atomic layer deposition (ALD)). Это технология, использующая принцип молекулярной сборки материалов из газовой фазы [29]. Процесс нанесения пленки состоит из нескольких стадий - газофазных реакций, протекающих импульсно за очень короткий промежуток времени (около 200 мкс). Такой фактор, как последовательный импульсный напуск и откачка рабочих газов в реакционной камере, является основным отличительным свойством технологии АПО от других технологий. Диапазон рабочих температур в технологии АПО составляет 200-400 °С. Однако можно проводить процессы и при температурах 100-200 °С и 400-500 °С. Давления, используемые в процессе, составляют 0,1...10кПа. Метод АПО позволяет получать пленки толщиной от 1 нм до нескольких мкм. Типичные значения толщины пленок, получаемых в результате молекулярной сборки, находятся в диапазоне 10-100 нм [29].

На рисунке 1.4 пленка А1203, полученная методом атомного послойного осаждения на подложку кремния (Si) имеет среднеквадратичную шероховатость порядка 1,70 А.

■4.64

а) б)

Рисунок 1.4 - АСМ изображение (а) и сечение пленки А1203 (б) на кремниевой подложке, полученной методом атомного послойного осаждения [21]

Особенностью данного метода является высокая однородность формируемых пленок, равномерность по толщине, возможность синтеза на большие подложки. Однако при явных преимуществах недостатками метода являются низкая скорость роста пленки, высокая стоимость прекурсоров, высокая стоимость оборудования.

Химическое осаждение из газовой фазы. Химическое осаждение из газовой фазы (ХОГФ) (chemical vapour deposition (CVD)) - это метод атомно-молекулярного формирования пленок путем контролируемого осаждения вещества в виде отдельных атомов или молекул в целях получения пленок с требуемыми свойствами [30, 31, 32, 33].

Формирование пленок происходит на предварительно подогретой поверхности образцов в процессе протекания гетерогенных процессов разложения химических металлсодержащих соединений, которые находятся в газообразном состоянии в реакционной камере. Данный метод позволяет обеспечить высокие потоки в газообразном состоянии к исходной поверхности металлсодержащих соединений и при этом реализуя высокую производительность процесса осаждения пленок. Скорость роста при использовании ХОГФ для формирования пленок может достигать от

17

нескольких сотен микрон в час до нескольких миллиметров в час. Осаждение проводят как при нормальном давлении (р «105 Па), так и при низком (р «101 -

2 1_г

10 Па). Также различают осаждение из газовой фазы при высоких температурах (850 - 1200 °С) [31], средних (700 - 850 °С) и низких (300 -600 °С) [33].

Перспективность данного метода осаждения обусловлена высокими эксплуатационными качествами получаемых покрытий, технологичностью и возможностью автоматизации процессов осаждения. Однако недостатком данного метода является высокая температура предварительного подогрева подложек.

Электронно-лучевое испарение. Еще одним из перспективных методов осаждения пленок А120з является электронно-лучевое испарение. Осаждение пленок, нагрев образцов и испарение пленкообразующего материала происходит в результате воздействия электронов, которые бомбардируют испаряемую мишень [34, 35, 36].

Одна из особенностей метода электронно-лучевого испарения диэлектриков состоит в том, что поверхность диэлектриков имеет высокое электрическое сопротивление и в поверхностном слое, вследствие взаимодействия с ней потока электронов, происходит накопление электронов (зарядка поверхности) и, в итоге, образование тормозящего электрического поля.

Технология электронно-лучевого испарения пленок характеризуется следующими преимуществами:

1. Так как нагреву подвергается только испаряемый материал, то на поверхности подложек осаждаются химически чистые пленки.

2. Автоматизация процесса осаждения.

3. Возможность варьировать химический состав осаждаемых пленок путем сканирования потоком электронов по поверхности мишени при применении составных тиглей.

Однако электронно-лучевые методы осаждения пленок имеют следующие основные недостатки:

1. Сложность эксплуатации вследствие необходимости применения высоковольтных источников напряжения (до 10 кВ).

2. Невысокий КПД, характерный для электронно-лучевых устройств. На вторично-электронную эмиссию и рентгеновское излучение, нагрев тигля и т.д. потребляется более 25% мощности.

3. Подложки в процессе осаждения пленок подвергаются воздействию высокоэнергетических электронов, что способствует генерации дефектов в осаждаемых покрытиях, а также вызывать их распыление. Возможно дополнительное газовыделение при бомбардировании электронов поверхности технологической оснастки, что также отрицательно сказывается на качестве осаждаемых пленок.

Импульсное лазерное осаждение. Данный метод осаждения пленок относится к методам физического осаждения из газовой фазы. Образуется ряд продуктов вследствие взаимодействия высокоэнергетического лазерного импульса с материалом мишени, среди которых присутствуют твердые микрочастицы мишени, которые отрываются при испарении материала, также электроны, ионы и нейтральные частицы. От давления в рабочей камере, интенсивности лазерного излучения зависит дальнейшая траектория движения этих частиц и их распределение по энергиям.

К числу основных преимуществ метода лазерной абляции относится

высокая степень соответствия стехиометрии формируемых пленок

химическому составу материала мишени. Конденсация продуктов абляции при

высокой степени пересыщения ведет к высокой морфологической

однородности формируемой пленки и интенсивному зародышеобразованию

по поверхности подложки. Данный метод позволяет получать пленки высокой

степени кристалличности при высокой скорости осаждения. Также одним из

немаловажных факторов является, за счет малой ширины факела, практически

полное отсутствие загрязнений осаждаемых пленок. Расположение излучателя

19

за пределами вакуумной камеры позволяет также в широких пределах варьировать состав газовой атмосферы при напылении.

К недостаткам метода можно отнести возможность загрязнения осаждаемых пленок частицами материала мишени при высоких скоростях абляции и обусловленный малым диаметром факела продуктов абляции при осаждении в вакууме малый геометрический размер зоны однородного напыления.

Магнетронное распыление. Распыление материала мишени катода при его бомбардировке ионами рабочего газа, которые образуются в плазме тлеющего разряда, положено в основу метода магнетронного распыления. Основные элементы магнетронной распылительной системы - это катод, анод и система магнитов, которые предназначены для локализации плазмы у поверхности мишени. Магнитная система, расположенная под катодом, состоит из постоянных магнитов, расположенных в центре и периферии. На катод подаётся постоянное напряжение от источника питания.

Магнетронное распыление с постоянной силой тока при высокой скорости распыления не применяется для осаждения плёнок оксидов из-за резкого окисления катода-мишени. Для осаждения пленок А1203 необходимо использовать высокочастотное магнетронное распыление. При этом реализуется возможность без изменения стехиометрического состава в магнитном поле при повышенной скорости испарения материала мишени осаждение диэлектрических материалов. Однако этот способ отличается низкой производительностью, вследствие невысокой степени конденсации. Также при согласовании источника питания магнетрона при работе на высоких частотах с нагрузкой имеются опредёленные трудности; кроме того, чтобы устранить нестабильность рабочих параметров магентронной системы распыления, источник питания должен быть снабжен системой гашения дуговых разрядов.

Золь-гель технология. Золь-гель технология является перспективным

методом синтеза, поскольку вещества, участвующие в химических реакциях,

20

смешиваются на молекулярном уровне, по стехиометрическому отношению легко определить их точное количество для получения требуемой толщины пленки, что является достоинством этого метода. К тому же при этом можно формировать однородные пленки большой площади при сравнительно низкой температуре. Процесс получения пленок по золь-гель технологии не требуется проводить в условиях вакуума [37].

С помощью золь-гель технологии процесс, с точки зрения эффективного управления свойствами конечного продукта, энергетических затрат и производительности процесса, проводится в оптимальных условиях [38]. Суть золь-гель метода заключается в получении мелкодисперсного (до единиц нанометров размером) пленкообразующего осаждаемого материала в активной среде (растворе или расплаве, который содержит растворитель и некую связующую субстанцию), нанесении пленкообразующего раствора на поверхность подложки и последующем удалении растворителя и связующей субстанции. В результате на поверхности подложки остается тонкая пленка синтезированного вещества, обладающая особыми свойствами [38].

Основное преимущество золь-гель метода заключается в высокой степени гомогенизации исходных компонентов. Это достигается благодаря растворению солей и оксидов исходных веществ в исходном растворе.

1.3 Золь-гель технология и ее применение для синтеза диэлектрических

пленок на основе А120з

Как известно [39, 40], золь-гель технология подразделяется на две группы разных способов: приготовление физического геля (на основе солей) и химического геля (гидролиз и поликонденсация алкоксидов).

При получении физического геля соли алюминия (например, А1(МЭз)з

или А1С13) добавляются в водные растворы, в которых образуются аква-,

гидроксо- и оксо-комплексы. Затем эти комплексы переводят в гомогенный

коллоидный золь, из которого получается некристаллический гель и далее

ксерогель путем термообработки. В [38] сообщается, что концентрация и

21

состав полиядерных соединений, в главной степени, зависят от начальных условий гидролиза: концентрации и природы солей алюминия, температуры, условий смешения исходных компонентов. Скорость фазообразования определяется пересыщением фазообразующего вещества и величиной натяжения на границе частица/водный раствор. При комнатной температуре и высоких степенях пересыщения, когда раствор пересыщен относительно всех твердых модификаций, прежде всего, осаждается наименее термодинамически стабильная фаза [40]. Сначала, в пересыщенном растворе, появляется наименее термодинамически устойчивая аморфная фаза или фаза псевдобемита. Далее эта фаза переходит в модификацию байерита. При высоких пересыщениях, преимущественно, образуется аморфная псевдобемит-байеритная фаза, а при низких только байеритная фаза [38].

При технологии химического геля источником являются алкоксиды, состав которых можно выразить общей формулой М(ОК)г, где М - 81, А1, Тл и т.д.; Я - алкильная группа (например, СН3, С2Н5, С3Н7); Ъ - степень окисления элемента М.

Одним из способов приготовления химического геля является гидролиз изопропилата алюминия (А1(ОС3Н7)3) в водном растворе при отношении алкоксид/вода близком к 100 и при температуре < 80 °С. Реакция гидролиза будет протекать следующим образом:

2А1((СН3)2)СНО)3 + (3 + «)Н20 А1203 «Н20 + 6(СН3)2СНОН

При этом, как сообщается в работах [40, 41], гидролиз при повышенной температуре практически со 100%-ным выходом ведет к образованию кристаллического высокодисперсного бемита. Также в [40] сообщается, что обязательным условием формирования бемита является проведение гидролиза при повышенной температуре, поскольку при более низких температурах гидролиза пленкообразующего материала образуется макрокристаллический тригидроксид алюминия в форме байерита или гиббсита, которые не дают устойчивых золей.

Для получения устойчивых золей осадок пептизируется добавлением стабилизаторов. Сильные кислоты и соли сильных кислот используются в качестве, т.к. их анионы имеют слабую комплексообразующую способность по отношению к катионам алюминия (НС1, НЖ)з) [38].

Наиболее важным фактором синтеза, определяющим свойства золя, является отношение кислота: алкоксид (Я) [38, 42], которое обычно находится в диапазоне от 0,01 до 0,6. Установлено [38], что агрегативно устойчивые золи с концентрацией дисперсной фазы от 0,3 до 5 мае. % можно получить при И.= 0,03 -н 0,1, рН 3,84,2 и введении в качестве стабилизатора азотной кислоты. При меньших значениях рН золь получается мутным вследствие присутствия крупных частиц и низкой агрегативной устойчивости образующейся дисперсной системы. Повышение рН выше 4,2 способствует трансформации бемита в байерит, который не образует агрегативно устойчивых золей. В ходе реакций гидролиза, комплексообразования и полимеризации рН золя постепенно увеличивается до величины ~ 4, что, как сообщается в [38], свидетельствует об образовании в растворе гидроксокомплексов алюминия сложного состава, с ростом концентрации которых связано возникновение пересыщений и образование аморфных первичных частиц сферической формы.

Ксерогели, которые получают в процессе сушки бемита, самопроизвольно диспергируются в воде.

Одной из важных стадий золь-гель процесса является сушка. Следует отметить, что в процессе сушки АЬОз вследствие сильной усадки, в геле происходят глубокие изменения, идет увеличение плотности упаковки первичных частиц, уменьшением пор между ними и происходит уменьшение удельной поверхности материала [39, 43]. Также на стадии сушки из капилляров происходит испарение жидкости. Далее происходит сжатие геля под действием капиллярных сил и, возможно, возникновение механических напряжений, которые могут привести к разрушению гель-сфер [39]. Для

получения качественных пленок и предотвращения усадки, высушивание геля необходимо производить медленно.

При нагревании пленок ксерогеля бемита, сначала при температуре 100- 150 °С, из каркаса пленки удаляется нестехиометрическая вода, которая содержится как в порах (в виде фазовых прослоек), так и между слоями внутри кристаллитов [44, 45]. Удаление кислоты-стабилизатора из пленок происходит при повышении температуре от 300 °С. Далее бемит дегидратируется, переходя в у-А1203 при температуре порядка 450 - 500°С [40, 46, 47]. При температуре выше 600 °С органические вещества, которые содержатся в ксерогелях, например остатки спиртов в бемите, полученном из изопропилата алюминия, полностью выгорают [38].

При дальнейшем повышении температуры оксид алюминия претерпевает ряд полиморфных превращений [48, 49] (рисунок 1.5), а при температуре выше 1100 °С переходит в устойчивую модификацию а-А1203 (корунд) [40, 48, 49].

100 300 500 700 900 1100 °С

1 | I I-1-1 I I Г

Гиббсит —I-► )(—АЬОз -► к-АЬОз ! а-А1203

7

Бемит -► у-АЬОз ; 5-АЬОз • е-АЬ03 ■ а-А1203

Байерит -п-А!203 -^ 6-А1203 I а-А1203

Диаспор -► _а-А1203

Заключение диссертации по теме «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах», Луговой, Евгений Владимирович

Основные результаты диссертационной работы:

1. Разработана физико-механическая модель формирования тонких диэлектрических пленок оксида алюминия, сформированные золь-гель методом с термическим отжигом в вакууме и ЭЛО.

2. Определена функциональная зависимость изменения толщины и шероховатости пленок А120з от технологических режимов обработки.

3. Установлено, что сформированные методом золь-гель пленки бемита после отжига в вакууме и фазовых превращений имеют диэлектрическую проницаемость на 23 - 26 % ниже, чем у монокристаллического сапфира.

4. Экспериментально установлены закономерности влияния режимов отжига на шероховатость поверхности пленок А120з, показывающие снижение среднеквадратичной шероховатости от 1,1 до 0,5 нм при увеличении температуры отжига от 200 до 1000 °С.

5. Определены технологические режимы формирования пленки в вакууме с последующей финишной ЭЛО, позволяющие получить однородную пленку А120з с диэлектрической проницаемостью 7,2 -7,6.

6. Разработан маршрут изготовления органического полевого транзистора с подзатворным диэлектриком АЬОз с рабочими напряжениями в области 1 - 5 В.

7. Золь-гель метод можно эффективно использовать для синтеза и формирования полупроводниковых приборов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Луговой, Евгений Владимирович, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Перспективы применения электронно-лучевой обработки для модификации золь-гельных пленок легированного диоксида кремния / Милешко Л.П., Авдеев С.П., Чередниченко Д.И. [и др.] /ФХОМ. -1998. -№ 2. -с. 77-83.

2. Перевалов Т.В., Гриценко В.А. Применение и электронная структура диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью // Успехи физических наук. 2010. Т. 180. № 6. С. 587-603.

3. A new low voltage fast SONOS memory with high-k dielectric / V.A Gritsenko, K.A. Nasyrov, Yu.N. Novikov [et al.] // Solid-State Electronics.

2003. Vol. 47. P. 1651-1656.

4. Robertson J. High dielectric constant oxides // Eur. Phys. J. Appl. Phys.

2004. Vol. 28. P. 265-291.

5. A low voltage SANOS nonvolatile semiconductor memory (NVSM) device / Yijie Zhao, Xiaonan Wang, Huiling Shang [et al.] // Solid-State Electronics. 2006. Vol. 50. P. 1667-1669.

6. Chang Yong Kang Barrier engineering in metal-aluminum oxide-nitrideoxide-silicon (MANOS) flash memory: Invited // Current Applied Physics. 2010. Vol. 10. P. 27-31.

7. Charge trapping behavior of Si02-Anodic Al203-Si02 gate dielectrics for nonvolatile memory applications / Chun-Hsien Huang, En-Jui Li, Wai-Jyh Chang [et al.]// Solid-State Electronics. 2009. Vol. 53. P. 279-284.

8. Roizin Y., Gritsenko . Dielectric Films for Advanced Microelectronics / Eds. M. Baklanov, M Green, К Maex. Chichester: John Wiley and Sons, 2007. 251 p.

9. A new memory element based on silicon nanoclusters in a ZrO? insulator with a high permittivity for electrically erasable read-only memory / V.A. Gritsenko, K.A. Nasyrov, D.V. Gritsenko [etal.] // Semiconductors.

2005. Vol. 39. № 6. P. 716-721.

10. Modeling of a EEPROM device based on silicon quantum dots embedded in high-k dielectrics / V.A. Gritsenko, K.A. Nasyrov, D.V. Gritsenko [et al.] // Microelectronic Engineering. 2005. Vol. 81. P. 530-534.

11. All-organic active matrix flexible display / L. Zhou, A. Wanga, S.-C. Wu [et al.] // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88. P. 083502.

12. Paper-like electronic displays: Large-area rubber-stamped plastic sheets of electronics and microencapsulated electrophoretic inks / John A. Rogers, Zhenan Bao, Kirk Baldwin [et al.] // Proc. Natl Acad, Sci. USA. 2001. Vol. 98. № 9. P. 4835-4840.

13. Integration of organic light-emitting diode and organic transistor via a tandem structure / Chih-Wei Chu, Chieh-Wei Chen, Sheng-Han Li [et al.] // Appl. Phys. Lett. 2005. Vol. 86. P. 253503.

14. Organic smart pixels / A. Dodabalapur, Z. Bao, A. Makhija [et al.] Appl. Phys. Lett. 1998. Vol. 73. P. 142-144.

15. Novel strategies for polymer based light sensors / K.S. Narayan, A.G. Manoj, Th.B Singh [et al.] // Thin Solid Films. 2002. Vol. 417 P. 75-77.

16. Narayan K.S., Kumar N. Light responsive polymer field effect transistor // Appl. Phys. Lett. 2001. Vol. 79. P. 1891-1893.

17. Low-voltage organic transistors with an amorphous molecular gate dielectric / M. Halik, H. Klauk, U. Zschieschang, [et al.] // Nature. 2004. Vol. 431. P. 963-966.

18. Advances in organic field-effect transistors and integrated circuits / H. Wang, Z. Ji, M. Liu [et al.] // Sci. China Ser. E-Tech Sci. 2009. Vol. 52 P. 31053116.

19. Singh T.B., Sariciftci N.S. Progress in plastic electronics devices // Annu. Rev. Mater. Res. 2006. Vol. 36. P. 199-230.

20. A study of the dielectric characteristics of aluminum oxide thin films deposited by spray pyrolysis from Al(acac)3 / M. Aguilar-Frutis, M. Garcia, C. Falcony [et al.] // Thin Solid Films. 2001. Vol. 389. P. 200-206.

21. Preparation of А120з thin films by atomic layer deposition using dimethylaluminum isopropoxide and water and their reaction mechanisms / Ki-SeokAn, WontaeCho, Kiwhan Sung [et al.]// Bull. Korean Chem. Soc. 2003. Vol. 24. № 11. P. 1659-1663.

22. Shamala K.S., Murthy L.C.S., Narasimha Rao K. Studies on optical and dielectric properties of A1203 thin films prepared by electron beam evaporation and spray pyrolysis method // Materials Science and Engineering B. 2004. Vol. 106. P. 269-274.

23. Annealing effects on electron-beam evaporated A1203 films / Shang Shuzhen, Chen Lei, Hou Haihong [et al.] // Applied Surface Science. 2005. Vol. 242. P. 437-442.

24. Katiyar P., Jin C., Narayan R.J. Electrical properties of amorphous aluminum oxide thin films // Acta Materialia. 2005. Vol. 53. P. 2617-2622.

25. Murali K.R., Thirumoorthy P. Characteristics of sol-gel deposited alumina films // Journal of Alloys and Compounds. 2010. Vol. 500. P. 93-95.

26. Sol-gel synthesis, characterization and catalytic activity of mesoporous y-alumina prepared from boehmite sol by different methods / V.V. Vinogradov, A.V. Agafonov, A.V. Vinogradov [et al.] // J Sol-Gel Sci Technol. 2010. Vol. 56. P. 333-339.

27. Murayama Т., Nakai T. Aluminum oxide thin films prepared by chemical vapor deposition from aluminum 2-ethylhexanoate // Appl. Phys. Lett. 1991. Vol. 58. P. 2079-2081.

28. Evidence of aluminum silicate formation during chemical vapor deposition of amorphous A1203 thin films on Si(100) / T.M.Klein, D. Niu, W.S. Epling [et al.] // Appl. Phys. Lett. 1999. Vol. 75. P. 4001^1004.

29. Семикина T.B., Комащенко B.H., ШмыреваЛ.Н. Нанотехнологии: основы метода атомного послойного осаждения, оборудование, применение в наноэлектронике // Электроника и связь. Тематический выпуск «Электроника и нанотехнологии». 2009. 4.1. С. 60-66.

30. Киреев В.Ю., Столяров А.А. Технологии микроэлектроники. Химическое осаждение из газовой фазы. М:. Техносфера, 2006. 192 с.

31. Ruppi S., Larsson A. Chemical vapour deposition of k-A1203 // Thin Solid Films. 2001. Vol. 388. P. 50-61.

32. Ruppi S. Deposition, microstructure and properties of texture-controlled CVD a-Al203 coatings // International Journal of Refractory Metals & Hard Materials. 2005. Vol. 23. P. 306-316.

33. Single-source chemical vapor deposition of clean oriented A1203 thin films / Xiaofei Duan, Nguyen H. Tran, Nicholas K. Roberts [et al.] // Thin Solid Films. 2009. Vol. 517. P. 6726-6730.

34. Shamala K.S. Studies on optical and dielectric properties of A1203 thin films prepared by electron beam evaporation and spray pyrolysis method // Materials Science and Engineering B. 2004. Vol. 106. P. 269-274.

35. Conduction, dielectric and interface properties of A1203 films on GaAs deposited by the e-beam evaporation technique / R К Bhan, Alok Jain, Daljeet Kumar [et al.] // Semiconductor Science and Technology. 2009. Vol. 24. № 9. P. 095017-095017.

36. Mikhaelashvili V. Electrical characteristics of metal-dielectric-metal and metal-dielectric-semiconductor structures based on electron beam evaporated Y203, Ta205 and A1203 thin film // J. Appl. Phys. 1998. Vol. 84. № 12.P. 6747-6752.

37. Варадан В., Виной К., Джозе К. ВЧ МЭМС и их применение. М.: Техносфера, 2004. 528 с.

38. Шабанова Н.А., Попов В.В., Саркисов П.Д. Химия и технология нанодисперсных оксидов: учебное пособие. М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 309 с.

39. Марголин В.П., Жабрев В.А., Тупик В.А. Физические основы микроэлектроники: учебник для студентов высших учебных заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2008. 400 с.

40. Назаров В.В., Павлова-Веревкина О.Б. Синтез и коллоидно-химические свойства гидрозолей бемита // Коллоидный журнал. 1998. Т. 60. № 6. С. 797-807.

41. Yoldas В.Е. Hydrolysis of aluminium alkoxides and bayerite conversion // J. Appl. Chem. Biotechnol. 1973. Vol. 23. P. 803-809.

42. A1203 sol-gel derived amperometric biosensor for glucose / Zhenjiu Liu, Baohong Liu, Mei Zhang // Analytica Chimica Acta. 1999. Vol. 392. P. 135-141.

43. Физико-химические основы процессов формирования легированных оксидных пленок методами золь-гель технологии и анодного окисления / А.Н. Королев, Н.В. Гапоненко, Л.П. Милешко [и др.] / Учебное пособие-Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2012.- 160 с.

44. Захарченя Р.И., Василевская Т.Н. Влияние температур на фазовый состав и свойства продуктов гидролиза алюмооксидов алюминия // Журнал прикладной химии. 1992. Т. 65. Вып. 12. С. 2707-2715.

45. Павлова-Веревкина О.Б., Каргин В.Ф., Рогинская Ю.Е. Получение и свойства стабильных золей гидроксида алюминия. Морфология высокодисперсного гидроксида алюминия (псевдо бемита) // Коллоидн. журнал. 1993. Т. 55. № 3. С. 127-137.

46. Строение и свойства адсорбентов и катализаторов / под ред. Б.Г. Линсена: пер. с англ. М.: Мир, 1973. 645 с.

47. Raman study of alumina gels / Т. Assih, A. Ayral, M. Abenoza [et al.] // Material Science. 1988. Vol. 23. P. 3326-3331.

48. Thermal evolution of alumina prepared by the sol-gel technique / G. Urretavizcaya, A.L. Cavalieri, J.M. Porto Lopez [et al.] // Journal of Materials Synthesis and Processing. 1998. Vol. 6. № 1. P. 1-7.

49. Preparation of nanocrystalline alumina under hydrothermal conditions / O.V. Al'myasheva, E.N. Korytkova, A.V. Maslov [et al.] // Inorganic Materials. 2005. Vol. 41, № 5. P. 460-467.

50. Hart L.D. Alumina chemicals: Science and Technology Handbook, The American Ceramic Society Inc, Weterville, Ohio, 1990. 617 p.

98

51. Wilson S.J., Stacey M.H. The porosity of aluminum oxide phases derived from well-crystallized boehmite: electron microscope studies // Journal of Colloid and Interface Science. 1981. Vol. 82. P. 507-517.

52. Preparation of a y-alumina nanofiltration membrane / A. Larbot, S. Alami-Younssi, M. Persin [et al.] //J. Membrane Science. 1994. Vol. 97. P. 167-173.

53. Synthesis and characterization of A1203 catalyst carriers by sol-gel / Simon C., Bredesen R., Grondal H. [et al.] // J. Material Science. 1995. Vol. 30. P. 5554-5560.

54. Оптимизация модели упрочненного слоя при поверхностном упрочнении / А.А. Лаврентьев, И.Е. Рогов, С.Д. Анисимов [и др.] / Вестник ДГТУ. 2009. Т. 9. № 2. С. 208-216.

55. Луговой Е.В., Авдеев С.П., Серба П.В. О влиянии электроннолучевой обработки на поверхность диэлектрических пленок на основе АЬОз // Известия ЮФУ. Технические науки. 2010. № 3. С. 211-214.

56. Углов М.А., Чередниченко Д.И. Расчет профиля фазового перехода при поверхностном оплавлении подвижным источником тепла // ФХОМ. -1980. -№1. -С. 3-8.

57. Лазерная и электроннолучевая обработка материалов / Н.Н. Рыкалин, А.А. Углов, И.В. Зуев [и др.] / Справочник. М.: Машиностроение, 1985. 496 с.

58. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Московского университета, 1999. 798 с.

59. Самарский А.А., Курдюмов С.П., Мажукин В.И. Математическое моделирование. Нелинейные дифференциальные уравнения математической физики. М.: Наука, 1987. 280 с.

60. Моделирование процесса обработки карбида кремния электронным лучом / С.П. Авдеев, О.А. Агеев, Е.Ю. Гусев, А.Г. Клово // Карбид кремния и родственные материалы, ISSCRM-2009: материалы VI междунар. науч. семинара (Великий Новгород, 27-29 мая, 2009). Великий Новгород: Изд-во НовГУ, 2009. С. 142-146.

61. Гусев Е.Ю., Алябьева Н.И. Изучение нестационарных температурных полей в структуре Si/SiC при электронно-лучевой обработке // ЮНЦ РАН: материалы V ежегод. науч. конф. студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН (Ростов-на-Дону, 8-27 апреля, 2009). Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦ РАН, 2009. С. 149-150.

62. Transient heat conduction in solids irradiated by a moving heat source / N. Bianco [et al.] // Excerpt from the Proceedings of the COMSOL Conference (Milano, nov. 14, 2006); Defect and Diffusion Forum. 2009. Vol. 283. P. 358-363.

63. Руденко A.A., Чередниченко Д.И. Устойчивость границы фазового перехода при электронно-лучевой рекристаллизации тонкого слоя поликремния на окисленной подложке // Известия вузов, Электроника. 1998. № 1. С. 31-42.

64. Теоретические и экспериментальные исследования технологии электронно-лучевой обработки подложек 6H-SiC в вакууме / Н.И. Алябьева, О.А. Агеев, Е.Ю. Гусев, Д.И. Чередниченко // Вакуумная техника и технология: материалы III Рос. студ. науч.-техн. конф. (Казань, 10-12 апреля, 2007). Казань: Изд-во КГТУ, 2007. С. 96-98.

65. Шиллер 3., Гайзек У., Панцер 3. Электронно-лучевая технология / пер. с нем. В.П. Цишевского, вступ. ст. Б.Е. Патона. М.: Энергия, 1980. 528 с.

66. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов./ Пер. с англ. Шестакова А. А. М.: Мир, 1979. 392 с.

67. Морачевский А.Г., Сладков И.Б. Термодинамические расчеты в металлургии: Справочник. М.: Металлургия, 1985. 136 с.

68. Binneweis М., Milke Е. Thermochemical data of elements and compounds. / Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim, 2002. 942 p.

69. Thermodynamic evaluation of the A1203 -H20 binary system at pressures up to 30 MPa / S. Serena, M.A. Raso, M.A. Rodriguez [et al.] // Ceramics International. 2009. Vol. 35. P. 3081-3090.

70. Рябин В.А., Остроумов M.A., Свит Т.Ф. Термодинамические свойства веществ. Справочник. Л., «Химия», 1977. 392 с.

100

71. Transformations of y-alumina in aqueous suspensions 1. Alumina chemical weathering studied as a function of pH / Xavier Carrier, Eric Marceau, Jean-François Lambert [et al.] // Journal of Colloid and Interface Science. 2007. Vol. 308. P. 429-437.

72. Lawrence M. Anovitz, Dexter Perkins, Eric J. Essene Metastability in near-surface rocks of minerals in the system Al203-Si02-H20 // Clays and Clay Minerals. 1991. Vol. 39, № 3, P. 225-233.

73. Термодинамика реакций фазообразования шпинели из бокситов / Д.А. Бражник, Г.Д. Семченко, А.А. Бондаренко [и др.] / с. 138-141. URL: www.nbuv.gov.ua/portal/natural/vognetryv/2008_108/pdf/20.pdf (дата обращения 1 октября 2012).

74. Кайнарский И.С. Процессы технологии огнеупоров. М.: Металлургия, 1969. 352 с.

75. Rajendran M., Bhattacharya А.К. Low-temperature formation of alpha alumina powders from carboxylate and mixed carboxylate precursors // Materials Letters. 1999. Vol. 39. P. 188-195.

76. Tsuchida T. Kodaira K. Hydrothermal synthesis and characterization of diaspore, [3-A1203-H20 // Journal of Materials Science. 1990. Vol.25. P. 44234426.

77. Mackensie J., Shuttleworth R. A Phenomenological Theory of Sintering // Proc. Phys. Soc 1949. Vol. 62. № 12. P. 833-852.

78. Mullins W.W. Flattering of nearly plane solid surface due to copillarity // J. Appl. Phys. 1959. Vol. 30. № 1. P. 77-83.

79. Гегузин Я.Е. Физика спекания. M.: Изд. «Наука», 1967. 360 с.

80. Сергеев А.И., Ягушкин Н.И. Перенос и накопление заряда в диэлектриках при облучении электронным лучом // Изв. ВУЗов. Физика. 1988, № 8. С. 20-25.

81. Binning G, Rohrer H. Scanning tunneling microscopy // Surface Science. 1983. Vol. 126. P. 236-244.

82. Громов В.К. Введение в эллипсометрию. JL: ЛГУ, 1986. 192 с.

101

83. Основы эллипсометрии / А.В. Ржанов, К.В. Свиташев, А.И. Семененко [и др.] / Новосибирск: Наука, 1978. 424 с.

84. Пшеницын В.И., Абаев М.И, Лызлов Н.Ю. Эллипсометрия в физико-химических исследованиях. Л.: Химия, 1986. 152 с.

85. Новиков В.В. Теоретические основы микроэлектроники. Учебн. пособие для радиотехнич. спец. вузов. М.: «Высшая школа», 1972. 352 с.

86. Нефедов В.И. Рентгеноэлектронная спектроскопия химических соединений. М.: Мир, 1987. 599 с.

87. Нефедов В.И., Черепин В.Т. Физические методы исследования поверхности твердых тел. М.: Химия, 1984. 256 с.

88. Фирменс Л., Вэнник Дж., Декейсер В. Электронная и ионная спектроскопия твердых тел. М.: Мир, 1981. 468 с.

89. Электронно-энергетическая структура полупроводниковых сульфидов AS2S3, ASST, AGASS2 и TIS / А.А. Лаврентьев, Б.В. Габрельян, И .Я. Никифоров [и др.] / Журнал структурной химии. 2005. Т. 46. № 5. С. 835— 842.

90. The American Mineralogist Crystal Structure Database [Electronic resource]. URL: http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/amcsd.php (access date: 05.07.2012).

91. Crystal Lattice-Structures [Electronic resource]. URL: http://cst-www.nrl.navy.mil/lattice/index.html (access date: 05.07.2012).

92. Crystal Lattice-Structures [Electronic resource]. URL: http://cst-www.nrl.navy.mil/lattice/index.html (access date: 05.07.2012).

93. Электронная структура a-Al203: ab initio моделирование и сравнение с экспериментом / Т. В. Перевалов, А. В. Шапошников, В. А. Гриценко [и др.] //Письма в ЖЭТФ. Т. 85, Вып. 3, С. 197-201.

94. Yo-Sep Min, Young Jin Cho, Cheol Seong Hwang Atomic Layer Deposition of A1203 thin films from a l-Methoxy-2-methyl-2-propoxide complex of aluminum and water // Chem. Mater. 2005. Vol. 17. P. 626-631.

95. Dario Т. Berutoa, Rodolfo Bottera, Attilio Converti Effect of vacuum and of strong adsorbed water films on micropore formation in aluminum hydroxide xerogel powders // Journal of Colloid and Interface Science. 2009. Vol. 330. P. 97104.

96. Chemical deposition of A1203 thin films on Si substrates / P. Vitanov, A. Harizanova, T. Ivanova [et al.] // Thin Solid Films. 2009. Vol.517. P. 63276330.

97. Добровинская E.P., Литвинов Л.А., Пищик B.B. Энциклопедия сапфира.-Харьков: Институт монокристаллов, 2004 г.

98. Ortiz A., Alonso J.С. High quality-low temperature aluminum oxide films deposited by ultrasonic spray pyrolysis // Journal of material science: materials in electronics. 2002. Vol. 13. P. 7-11.

99. Анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии: Пер. с англ./ Под ред. Д. Бриггса, М.П. Сиха. -М.: Мир, 1987, 600 с.

100. Структурно-химические и электрофизические свойства тонких пленок Tio.3Alo.7Oy , полученных методом атомно-слоевого осаждения / А.П. Алехин, И.П. Григал, С.А. Гудкова [и др.] // Труды МФТИ. 2012. Т. 4. № 3. С. 64-73.

101. Mikhelashvili V., Eisenstein G. Composition, surface morphology and electrical characteristics of АЬОз-ТЮг nanolaminates and AlTiO films on silicon // Thin Solid Films. 2006. Vol. 515. P. 346-352.

102. Schroder D.K. Semiconductor material and device characterization. Third edition. New York: John Wiley and Sons, 2006. 781 p.

103. Shaw J. M., Seidler P. F. Organic electronics: introduction // IBM J. RES & DEV. 2001. Vol. 45. P. 3-9.

104. Dimitrakopoulos C. D., Mascaro D. J. Organic thin-film transistors: A review of recent advances // IBM J. RES & DEV. 2001. Vol. 45 P. 11-27.

105. Jiongxin Lu, Kyoung-Sik Moon, C.P.Wong High-k polymer nanocomposites as gate dielectrics for organic electronics applications // Electronic Components and Technology Conference. 2007. P. 453-457.

106. Keon-kook Han, Soonmin Seo Fabrication of sol-gel alumina dielectric for low-voltage operating pentacene transistor // Japanese Journal of Applied Physics. 2011. Vol. 50. P. 04DK17.

107. Facchetti A., Yoon M. H., Marks T. J. Gate dielectrics for organic field-effect transistors: New opportunities for organic electronics // Advanced Materials. 2005. Vol. 17. P. 1705-1725.

108. Goettling S., Diehm В., FruehaufN. Active matrix OTFT display with anodized gate dielectric // J Display Tech. 2008. Vol. 4. P. 300-303.

109. Ultralow-power organic complementary circuits / H. Klauk, U. Zschieschang, J. Pflaum [et al.] // Nature. 2007. Vol. 445. P. 745-748.

110. Klauk H. Organic electronics: material, manufacturing and applications. Wiley-Vch, 2006. 428 p.

111. Крутикова М.Г., Чарыков H.A., Юдин В.В. Полупроводниковые приборы и основы их проектирования: Учебник для техникумов. М.: Радио и связь, 1983. 352 с.

112. Low voltage organic devices and circuits with aluminum oxide thin film dielectric layer / SHANG LiWei, JI ZhuoYu, CHEN YingPin [etal.] // Science China Technological Sciences. 2011. Vol. 54. № 1. P. 95-98.

113. Majewski L.A., Schroeder R., Grell M. Flexible high capacitance gate insulators for organic field effect transistors // J. Phys. D. 2004. Vol.37. №21. P. 21-24.

114. Han K., Lee S., KangH.W., Lee H.H. Stable and robust low-voltage pentacene transistor based on a hybrid dielectric // Microelectronic Engineering. 2007. Vol. 84. P. 2173-2176.

115. Influence of postannealing on polycrystalline pentacene thin film transistor / S.J. Kang, M. Noh, D.S. Park [et al.] // Journal of applied physics. 2004, Vol. 95, № 6, P. 2293-2296.