Разработка и исследование технологических режимов газофазной гетероэпитаксии тонких слоев кремния на сапфире с улучшенными характеристиками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.06, кандидат наук Федотов Сергей Дмитриевич

• Федотов Сергей Дмитриевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Федотов Сергей Дмитриевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ГАЗОФАЗНОГО ФОРМИРОВАНИЯ ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНОГО КРЕМНИЯ НА САПФИРЕ

1.1 Специфика микроэлектроники на структурах КНС

1.2 Методы предэпитаксиальной подготовки сапфировых подложек

1.2.1. Обзор ключевых характеристик сапфировых подложек

1.2.2 Высокотемпературный отжиг лейкосапфира

1.2.3 Способы химической отмывки поверхности сапфира

1.3 Структурные и электрофизические характеристики КНС

1.4 Особенности гетероэпитаксиального роста кремния на сапфире

1.4.1 Формирование начального слоя КНС

1.4.2 Технологические режимы газофазной эпитаксии кремния на сапфире

1.4.3 Газофазное осаждение КНС в присутствии хлорсодержащих реагентов

1.5 Твердофазная эпитаксиальная рекристаллизация КНС

ГЛАВА 2. ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Технологическое оборудование

2.2 Методы измерений

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ГАЗОФАЗНОЙ ЭПИТАКСИИ КРЕМНИЯ НА САПФИРЕ

3.1 Технологические режимы предэпитаксиальной подготовки подложек лейкосапфира

3.1.1 Высокотемпературный отжиг сапфира в потоке водорода

3.1.2 Жидкофазная химическая обработка сапфировых подложек

3.2 Гетероэпитаксия КНС в присутствии хлоридов кремния

3.2.1 Разработка комбинированного метода эпитаксии КНС

3.2.2 Изучение проблемы образования депозитов в процессе осаждения КНС

3.3 Двухстадийный режим гетероэпитаксии КНС

3.3.1 Формирование начального слоя в двухстадийном режиме

3.3.2 Оптимизация отжига начального слоя КНС

3.4 Постэпитаксиальный отжиг кремния на сапфире

3.4.1 Отжиг гетероструктур КНС 600 нм диаметром 100 мм

3.4.2 Отжиг гетероструктур КНС 300 нм диаметром 150 мм

ГЛАВА 4. ТВЕРДОФАЗНАЯ ЭПИТАКСИАЛЬНАЯ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ КРЕМНИЯ

НА САПФИРЕ

4.1. Моделирование имплантации процесса твердофазной эпитаксиальной рекристаллизации

4.2 Спектральная эллипсометрия гетероструктур КНС

4.3 Рентгеноструктурный анализ субмикронных и ультратонких структур КНС

4.4 Просвечивающая электронная микроскопия слоев кремния на сапфире

ГЛАВА 5. ТЕСТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИБОРОВ НА УЛЬТРАТОНКИХ СТРУКТУРАХ КНС

5.1 Технологический процесс изготовления тестовых транзисторов

5.2 Определение электрофизических параметров тестовых транзисторов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БЛАГОДАРНОСТИ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Список публикаций по теме диссертации

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Акты об использовании патенты

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование технологических режимов газофазной гетероэпитаксии тонких слоев кремния на сапфире с улучшенными характеристиками»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Одним из приоритетных направлений развития современных технологий производства полупроводниковых материалов является разработка и исследование способов создания гетероструктур, использование которых обеспечивает повышение функциональных и эксплуатационных характеристик приборов электронной техники. За последние десятилетия электронная промышленность сконцентрировала свое внимание на потребностях создания интегральных схем (ИС) с улучшенными объемом памяти, быстродействием, интеграцией и высокой эксплуатационной устойчивостью к дестабилизирующим факторам. Развитие сфер теле- и радиокоммуникаций, введение новых стандартов связи и другие факторы способствовали развитию технологий «кремний на изоляторе». Структуры «кремний на сапфире» (КНС) составляют основу данной технологии и являются базовым материалом для формирования электроники, эксплуатируемой в различных отраслях промышленности. В последнее время наблюдается рост использования КНС для мобильной электроники, а также формирования нано-и микроэлектромеханических систем на их основе. Структурное качество КНС определяет электрофизические свойства приборного слоя и крайне важно для каждого применения. Однако, вследствие рассогласования кристаллических решеток и разницы температурных коэффициентов линейного расширения кремния и сапфира, гетероэпитакси-альный слой (ГЭС) характеризуется высокой плотностью структурных дефектов и присутствием механических напряжений. Это приводит к ограничению широкого использования структур КНС и снижению эксплуатационных характеристик приборов, производимых на их основе.

Возможным решением данной проблемы является разработка новых технологических режимов формирования КНС, которые позволят улучшить структурные и электрофизические характеристики ГЭС. Исследование низкотемпературных подходов к изготовлению КНС методами молекулярно-лучевой эпитаксии с точки зрения потребностей промышленности не актуально, ввиду крайне малой производительности. Газофазная эпитаксия (ГФЭ) является доминирующей технологией промышленного изготовления структур КНС, вследствие высокой производительности и низкой себестоимости процесса изготовления. Кроме того, в настоящее время возросла потребность в замещении импортной технологии изготовления ультратонких (<100 нм) структур КНС, предназначенных для аналого-цифровых преобразователей, СВЧ аттенюаторов и других примене-

ний. В то же время процесс изготовления ГЭС кремния на сапфире содержит в себе ряд технологических проблем: формирование трехмерных кристаллитов на начальной стадии роста, крайняя чувствительность зародышеобразования к шероховатости и загрязнениям ростовой поверхности, формирование высокой плотности дефектов двойнико-вания и автолегирование слоев КНС химическими элементами подложки - алюминием и кислородом.

В рамках диссертационной работы произведены разработка и исследование технологических режимов ГФЭ, направленных на улучшение структурных и электрофизических характеристик КНС. В частности, исследованы: предэпитаксиальная подготовка сапфировых подложек, формирование начального слоя, наращивание ГЭС в присутствии галогенсодержащих реагентов и термообработка гетероструктур. Также, в работе исследуются: процесс твердофазной эпитаксиальной рекристаллизации (ТЭР), влияние структурного совершенства субмикронных слоев КНС на эксплуатационные характеристики транзисторов на основе на ультратонких структур кремния на сапфире.

Цель работы заключалась в разработке новых технологических режимов и способов формирования тонких слоев кремния на сапфире с улучшенными характеристиками путем исследования процесса газофазной гетероэпитаксии КНС. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Разработка режима предэпитаксиальной подготовки подложек лейкосапфира и исследование влияния данной подготовки на структурные и электрофизические характеристики ГЭС.

2. Определение влияния состава парогазовой смеси (ПГС) на морфологию поверхности и структурное совершенство ГЭС. Поиск оптимального способа формирования КНС в гидридно-хлоридном процессе.

3. Исследование процесса формирования начального слоя КНС методом ГФЭ. Поиск оптимальных условий роста и термообработки начального слоя.

4. Анализ взаимосвязи технологических параметров процесса ГФЭ (температура, скорость роста, термообработка) со структурными и электрофизическими характеристиками КНС, разработка новых технологических режимов гетероэпитаксии.

5. Формирование ультратонких структур КНС диаметром 150 мм методом твердофазной эпитаксиальной рекристаллизации, изучение процессов рекристаллизации и дефекто-

образования ультратонкого кремния, полученного на субмикронных структурах КНС различного структурного качества. 6. Приборное тестирование МОП транзисторов на ультратонких КНС, определение влияния технологической цепочки изготовления гетероструктур на конечные эксплуатационные параметры приборов.

Научная новизна диссертации заключается в том, что впервые:

1. Разработан двухстадийный режим формирования субмикронных (300-600 нм) слоев КНС из газовой смеси SiH4-H2, включающий низкотемпературное наращивание начального слоя КНС при 920-950 °С и доращивание слоя кремния при повышенной температуре 960-990 °С. In situ отжиг гетероструктур, формируемых в двухстадийном режиме, позволил получить субмикронные слои КНС с улучшенными структурными характеристиками.

2. Предложен «комбинированный» метод формирования гладких субмикронных слоев КНС с помощью ГФЭ, основанный на начальном наращивании 50-60 нм слоя кремния на сапфир из смеси SiH4-H2 и последующем доращивании слоя кремния из парогазовой смеси SiH4-SiCl4-H2.

3. Выявлены технологические зависимости изменения морфологии рабочей поверхности от температурно-временного режима отжига сапфировых подложек в потоке сухого водорода. В результате данного отжига вицинальная поверхность полированного лейкосапфира ориентацией (l102) приобретает «террасовую» морфологию, которая улучшает структурные характеристики получаемых субмикронных слоев КНС.

4. Установлено, что структурные дефекты и кристаллические зерна паразитных ори-ентаций, присутствующие в субмикронных слоях КНС, способны прорастать в объем аморфизированного слоя кремния в процессе рекристаллизации с затравливанием от приповерхностной монокристаллической прослойки кремния.

5. Предложен двухэтапный режим имплантации ионов кремния при энергиях 155135 кэВ и общей дозе 7*1014^1,5х1015 см-2, в результате применения которого получены структурно-совершенные ультратонкие структуры КНС диаметром 150 мм с толщиной слоя кремния 100 нм методом твердофазной эпитаксиальной рекристаллизации.

Практическая значимость работы:

1. Разработан промышленный способ получения субмикронных гетероструктур монокристаллического кремния на синтетическом сапфире путем газофазной эпитаксии из смеси 81Н4-Н2 в двухстадийном температурном режиме.

2. Разработан промышленный способ получения субмикронных гетероструктур монокристаллического кремния на лейкосапфире методом газофазной эпитаксии из смеси 81Н4-81С14-Н2 с предварительным заращиванием рабочей поверхности сапфировой подложки тонким слоем кремния из смеси 81Н4-Н2.

3. Установлены оптимальные температурно-временные режимы отжига сапфировых подложек в потоке сухого водорода, включение которых в процесс газофазной эпитак-сии привело к улучшению структурных характеристик получаемых субмикронных слоев КНС.

4. Результаты диссертационного исследования по разработке технологических режимов газофазной эпитаксии использованы при проведении внутренних НИОКР и модернизации технологии изготовления субмикронных структур КНС диаметром 100-150 мм в АО «Эпиэл» (г. Москва).

5. Проведенное исследование позволило наладить выпуск ультратонких структур КНС диаметром 150 мм, получаемых методом твердофазной эпитаксиальной рекристаллизации в научно-производственной лаборатории № 215 НИИ Материаловедения им. А.Ю. Малинина (г. Москва).

Приведены Акты об использовании результатов исследования в производстве субмикронных структур КНС диаметром 100-150 мм в АО «Эпиэл» и ультратонких структур КНС диаметром 150 мм в АО «НИИ Материаловедения им. А.Ю. Малинина», а также при изготовлении и исследовании тестовых СВЧ МОП транзисторов на ультратонких структурах КНС в АО «Ангстрем» (г. Москва). Полученные результаты использованы при выполнении государственных работ по проекту «Исследование и разработка интеллектуальных МЭМС датчиков с функциями самокалибровки и автоматизированных испытательных комплексов» (грант РНФ, Соглашение № 16-19-00177 от 05.02.2016).

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Гетероэпитаксиальное наращивание субмикронных слоев КНС из смеси 81Н4-Н2 (0,004...0,01:1) в двухстадийном режиме при температуре роста начального слоя 920950 °С и доращивании кремния при 960-990 °С позволяет уменьшить среднеквадратич-

ную шероховатость (Яч) слоя КНС 600 нм до 1 нм. Проведение отжига начального слоя при 900-910 °С в течение 10 мин и постэпитаксиального отжига сформированного слоя КНС 600 нм при 960 °С в течение 20 мин приводит к уменьшению ширины кривой качания (ШКК) от отражения 81(400) до 0,24°.

2. Формирование начального слоя КНС толщиной 50-60 нм из смеси 81И4-И2 (0,004...0,01:1) и последующий рост кремния до требуемой толщины из парогазовой смеси 81И4-81С14-И2 (0,004.0,01:0,003:1) позволяет более чем в 2 раза уменьшить Яч поверхности кремния, по сравнению с классическим гидридным методом.

3. Отжиг сапфировых подложек ориентацией (1102) при 1100 °С в течение 10^15 мин и расходе водорода 380 л/мин позволяет сформировать слои КНС толщиной 600 нм из смеси 81И4-И2 (0,004.0,01:1) с улучшенными структурными характеристиками: шириной кривой качания от 81(400) не более 0,35° и среднеквадратичной шероховатостью 1,65 нм, что обусловлено формированием ростовых террас на поверхности отожженного сапфира.

4. Формирование структурно-совершенного субмикронного слоя КНС методами ГФЭ позволяет исключить прорастание двойниковых дислокаций параллельных плоскости {111} и кристаллических зерен 81(110) и (111) от приповерхностной затравочной прослойки 81 в процессе твердофазной эпитаксиальной рекристаллизации.

5. Проведение имплантации 81+ в два этапа при энергиях 155-135 кэВ и общей дозе 7х1014^1,5х1015 см-2 позволяет получить ультратонкие структуры КНС с ШКК от отражения 81(400) не более 0,20° на базе исходных слоев КНС 300 нм с ШКК около 0,35°.

Достоверность и обоснованность результатов диссертационной работы подтверждается их воспроизводимостью, системным характером исследований, сопоставимостью полученных данных с публикациями других авторов, использованием актуальных методов экспериментального исследования, а также практической реализацией разработанных технологических режимов газофазной гетероэпитаксии КНС. Научные результаты проведенного исследования согласуются с отечественными и зарубежными работами, опубликованными по данной тематике.

Личный вклад автора. Все результаты, представленные в диссертационной работе, получены автором лично либо в соавторстве при его непосредственном участии.

Апробация результатов работы. Материалы диссертации представлены на следующих научно-технических конференциях (НТК):

S 4-я, 5-я и 6-я Всероссийская НТК «Электроника и микроэлектроника СВЧ» (Санкт-

Петербург, 2015, 2016, 2017), S Международная НТК «Электроника-2015» (Москва, 2015),

S 22-я и 24-я Международная НТК «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2016, 2018),

S 23-я и 24-я Всероссийская межвузовская НТК «Микроэлектроника и информатика»

(Москва, 2016, 2017), S 12-я Молодежная НТК «РТ-2016» (Севастополь, 2016),

S IEEE Conference of Russian young researchers in electrical and electronic engineering (St.

Petersburg-Moscow, 2017, 2018), S 37th IEEE International conference on electronics and nanotechnology (Kyiv, 2017), S 10th International conference on silicon epitaxy and heterostructures (UK, Warwick, 2017), S 3-я и 4-я Международная научная конференция «ЭКБ и электронные модули» Международного форума «Микроэлектроника - 2017, 2018» (Алушта, 2017, 2018), S International conference «Mechanisms and non-linear problems of nucleation and growth of crystals and thin films (MGCTF-2019)» (St. Petersburg, 2019).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 25 печатных работах; в их числе 5 статей, из них 3 статьи в периодических журналах из перечня ВАК РФ, 2 статьи в журналах из реферативной базы данных SCOPUS; получено 2 патента РФ на изобретение; 18 докладов на всероссийских и международных научно-технических конференциях, из которых 4 публикации в сборниках трудов, входящих в SCOPUS.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка сокращений и списка литературы, а также двух приложений. Материал работы изложен на 184 страницах печатного текста, включает 102 рисунка, 25 таблиц, список сокращений, список литературы из 180 наименований и 2 приложения.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ГАЗОФАЗНОГО ФОРМИРОВАНИЯ ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНОГО КРЕМНИЯ НА САПФИРЕ

Гетероэпитаксиальные структуры кремний на сапфире (КНС) известны уже более 50 лет, однако до сих пор остаются востребованными среди семейства технологий кремний на изоляторе (КНИ). Элементы ИС на структурах КНС отличаются малыми потерями мощности, повышенным быстродействием, малым энергопотреблением и более высокой собственной частотой в сравнении с аналогами на объемном кремнии. Устройства на КНС способны функционировать в условиях высоких температур, давлений и радиационного излучения, а также обладают более высокой степенью интеграции элементов, по сравнению с аналогичными ИС на КНИ. Сегодня структуры КНС в основном применяются как основа радиационно-стойких и высокочастотных СБИС, предназначенных для атомной отрасли, космического, военного и гражданского применений. Данные структуры, по сравнению с кремниевыми эпитаксиальными структурами, обладают рядом преимуществ, обусловленных физическими свойствами сапфира. Высокая твердость, инертность к химически активным средам, отличные изолирующие свойства, достаточная теплопроводность и прозрачность в ультрафиолетовом диапазоне сапфировой подложки обеспечили преимущество и перспективность использования структур КНС в микроэлектронике, при изготовлении датчиков и сенсоров (резистивные ИС), а также в технологиях МЭМС и НЭМС [1, 2, 3, 4, 5, 6]. Начиная с первых опытов газофазного выращивания кремния на объемной сапфировой сфере [7], исследованию гетероэпитакси-альных структур КНС посвящено множество научных и технологических работ, включающих изучение процессов газофазной и молекулярно-лучевой эпитаксии, твердофазной и жидкофазной рекристаллизации, бондинг процессов, а также современных технологий созданий ультратонких слоев КНС [3, 4]. Тем не менее, на пути создание структур КНС с улучшенными структурными и электрофизическими характеристиками до сих пор стоит множество неразрешенных технологических барьеров [8].

В данной главе произведен обзор результатов различных исследовательских работ, проанализирован исследовательский опыт наращивания КНС с помощью методов ГФЭ и МЛЭ, приведены общие закономерности гетероэпитаксиального роста, а также показаны возможные пути и способы улучшения структурных и электрофизических характеристик гетероэпитаксиальных слоев КНС.

1.1 Специфика микроэлектроники на структурах КНС

На протяжении последних нескольких десятилетий, технология изготовления структур кремния на изоляторе (КНИ) активно развивалась, ожидая возможности конкурировать с технологией объемного кремния. В настоящее время технология объёмного кремния практически достигла своих максимальных возможностей, вследствие чего КНИ технология была выбрана в качестве ориентира всей микроэлектроники. Можно выделить основные направления использования КНИ структур: радиационно-стойкие микросхемы, различные устройства стойкие к внешним дестабилизирующим факторам, микросхемы с 3D-интеграцией, сенсоры, силовая электроника, электроника на квантовых эффектах [1, 9]. Причиной востребованности в КНИ также является тот факт, что в комплементарном МОП-транзисторе для передачи носителей заряда используется только малая поверхностная часть слоя полупроводника (до 200 нм). Подложка, составляющая около 99% объема устройства, создает нежелательный паразитный эффект, значительно снижающий подвижность электронов в канале. Основным преимуществом транзисторов на КНИ является принцип изоляции активной области прибора, во избежание возникновения паразитного эффекта от подложки. При этом толщина кремния на изоляторе может варьироваться, в зависимости от назначения целевого прибора, тем самым изменяя его выходные характеристики [2, 8].

Можно выделить следующие отличия ИС на КНИ от аналогичных устройств на объёмном кремнии:

- использование изоляции сверхтонких (до 100 нм) активных слоев элементов МОП ИС позволяет увеличить плотность компоновки более чем в 2 раза, в то время как изоляция р-п переходами требует создания отдельных изоляционных карманов;

- формирование активных областей кремния на изолирующем материале (например на синтетическом сапфире) делает возможным произвести полную изоляцию между пассивными и активными элементами ИС (см. рис. 1);

- уменьшенное энергопотребление, за счет миниатюризации элементов ИС;

- повышенная термостойкость элементов (для КНС от - 60 до + 400 °С);

- стойкость элементов ИС на КНИ к радиационному облучению;

- увеличенное быстродействие, за счет уменьшенных паразитных емкостей и сопротивления ИС [8, 10, 11, 12].

Рис. 1. Сопоставление конструкции МОП транзисторов на КНИ и на объемном кремнии, где А - транзистор на КНС, Б - аналогичный транзистор на объемном

Многочисленные исследования, модернизации и оптимизации технологии производства различной ЭКБ на КНИ позволили определить два основных материала наиболее подходящих для изоляции элементов: диоксид кремния (8Ю2) и сапфир (а-А1203). Физико-химические и кристаллографические свойства данных материалов наиболее полно отвечают требованиям к формированию интегральных элементов на базе монокристаллического кремния [13, 14].

Выбор именно сапфира в качестве материала изолирующей подложки в первую очередь обусловлен его уникальными свойствами: высокой твердостью и теплопроводностью, низкой диэлектрической проницаемостью, инертностью сапфира к химически активным средам, широким окном пропускания в ультрафиолетовом диапазоне. Полная латеральная изоляция элементов ИС таким диэлектриком как сапфир значительно упрощает технологию производства интегральных элементов за счет сокращения количества технологических операций и увеличения возможностей проектирования. Таким образом, использование сапфира в качестве изолирующей подложки обеспечило широкое распространение структур КНС [15, 16].

Важными преимуществами технологии КНС перед КНИ являются простота технологического воплощения и экономическая целесообразность. Формирование базового материала для производства ИС (гетероэпитаксиальной структуры кремния на сапфире) возможно осуществить с помощью производительных и относительно дешевых методов газофазной эпитаксии. К приоритетам использования ИС на КНС вместо ИС на КНИ также можно отнести термо- и баростойкость, повышенную стойкость к радиационному излучению (как к ионизирующему, так и к ТЗЧ), возможность формирования элементов,

работающих в СВЧ диапазоне. Благодаря диэлектрическим свойствам сапфира, высокочастотные сигналы не искажаются и не смешиваются. Паразитные емкости между интегральными элементами на КНС в 20 раз ниже по сравнению с аналогичными устройствами на объемном кремнии и в 2 раза ниже по сравнению с ИС на КНИ [8, 10, 17, 18].

Использование КНС при создании диодных матриц дает возможность сформировать диоды, отличающиеся высоким быстродействием, за счет сокращения продолжительности переходных процессов переключения и малому времени жизни неосновных носителей заряда. Кроме того, диоды на КНС отличаются предельно малыми ёмкостями контактных областей. Как показано на рисунке 2 для диода, сформированного в слое КНС, отношение прямого тока к обратному при напряжении 1 В превышает 1-106 [19].

Рис. 2. Типичная ВАХ диода на КНС п-типа с удельным сопротивлением 0,2 Ом.см с площадью

2

р-п перехода 20 мкм .

Биполярные транзисторы на основе гетероэпитаксиальных структур КНС, улучшенных с помощью методов рекристаллизации, благодаря увеличенному времени жизни носителей заряда и высокому коэффициенту усиления, позволили создать эффективные схемы памяти на основе КМОП ИС. Рисунок 3 демонстрирует основное преимущество элементов КМОП ИС на КНС в сравнении с аналогичными конструкциями на объемном кремнии - отсутствие паразитной емкости между топологическими элементами [20].

Рис. 3. Поперечное сечение р-МОП и п-МОП транзисторов на объёмном кремнии и на КНС: а) модель тиристорного эффекта в приборах на объёмном кремнии, б) паразитные ёмкости в приборах на объёмном кремнии, в) приборы на основе слоёв КНС [20].

В интегральных схемах на объемном кремнии всегда существует небольшая связь между элементами. Паразитные токи через поверхностный слой кремния и подложку образуют тиристорный эффект (рис. 3, А), в результате которого возникает ток между соседними транзисторами на ИС. При формировании транзисторов на сапфире (рис. 3, В), каждый элемент представляет собой островок кремния, изолированный от других островков, что исключает возникновение паразитных токов. Использование приборного слоя КНС также уменьшает размер комплементарных пар и расстояние между ними, что значительно уменьшает паразитные емкости (рис. 3, Б) между активными и пассивными элементами схемы. Замена изоляции р-п переходами на диэлектрическую также приводит к замене диффузной и барьерной емкостей на емкость полупроводник-диэлектрик или металл-диэлектрик. Уменьшение паразитных емкостей между комплементарными элементами приводит к уменьшению рассеяния мощности и повышению скорости работы в цифровых ИС, а также к увеличению собственных частот пассивных элементов в аналоговых схемах [10]. Также стоит отметить, что деформация сжатия, присутствующая в слоях КНС, с одной стороны приводит к уменьшению подвижности электронов, а с другой стороны значительно увеличивает подвижность дырок по сравнению с объем-

ным кремнием. Это приводит к увеличенной скорости работы p-канальных МОП транзисторов на КНС, по сравнению с другими технологиями [21].

Наиболее важными преимуществами приборов на КНС, с практической точки зрения, являются термическая и радиационная стойкость. Термостойкие приборы востребованы в различных областях промышленности. Рабочий температурный диапазон таких приборов может превышать 600 °С, в то время как КМОП схемы, изготовленные на объемном кремнии, отрабатывают на отказ уже при температуре около 200 °С. В случае КМОП ИС на КНС, токи термически сгенерированных носителей заряда в диэлектрической подложке и переходной области пренебрежимо малы, что приводит к устойчивости МОП транзисторов к эффекту защелкивания. Существенный фактором с точки зрения использования структур КНС в радиационно-стойких ИС является то, что электрофизические свойства КНС с высокой плотностью дефектов (нерекристаллизованные слои) меняются незначительно при образовании новых дефектов, сгенерированных излучением и тяжелыми заряженными частицами. Это является весомой причиной для использования КНС в качестве основы радиационно-стойких ИС. Стойкость данных структур к ионизирующему излучению можно объяснить следующим образом. Поток ионизирующего излучения генерирует образование электронно-дырочных пар в подзатворной области комплементарного транзистора. Электроны, обладающие большей подвижностью, достаточно быстро уходят в кремниевую подложку, а часть положительно заряженных дырок формирует паразитный канал проводимости в подзатворной области на границе Si/SiO2. При использовании диэлектрической подложки сапфира, электроны не обладают потенциалом для достаточного растекания, вследствие чего изменения в работе прибора не происходят или происходят незначительно. Также отсутствуют перекрестные помехи между элементами ИС при воздействии ионизирующего излучения. Таким образом, радиационная стойкость ИС на КНС определяется стойкостью ее элементов: биполярных и МОП транзисторов. КМОП ИС на структурах КНС наиболее устойчивы к воздействию гамма-излучения (до 1010 рад ^)/с) и при облучении потоком нейтронов (до

15 2

10 см- при Еп=1 МэВ). При этом порог устойчивости данных ИС к общей накопленной дозе облучения составляет около 3-105 рад [5, 18].

Структуры КНС более предпочтительны при использовании в высокотемпературных схемах по сравнению с КНИ структурами по технологиям SIMOX, ELTRAN или SmartCut, так как сапфир обладает в несколько раз большей теплопроводностью чем ди-

оксид кремния (А120з - 30 Вт/К-м, SiO2 - 13 Вт/К-м, при 400 К) [13, 14]. Также, за счет улучшенной компоновки, токи утечки растут значительно меньше при увеличении температуры эксплуатации п- и р-канальных транзисторов на КНС, чем в объемном кремнии (рис. 4) [6, 22].

Рис. 4. Зависимости токов утечки р-МОП (А) и п-МОП транзисторов на КНИ и объемном кремнии от температуры.

Перечисленные выше преимущества позволяют получить приоритет использования электроники на КНС в атомной, космической, военной и др. промышленностях, однако барьером на пути к повсеместному использованию структур КНС являются несовершенные структурные свойства монокристаллического кремния на сапфире, которые неизбежно ведут к деградации его электрических параметров. На сегодняшний день важной задачей является формирование субмикронных (от 600 нм и менее) и ультратонких (около 100 нм) слоев гетероэпитаксиального 81 на сапфировых подложках, удовлетворяющих требования современной твердотельной электроники, а также поиск новых технологических режимов, позволяющих упростить и удешевить технологический процесс изготовления КНС для термо- и радиационно-стойких ИС, СВЧ ИС и других перспективных применений [8, 23, 24].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Федотов Сергей Дмитриевич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] Colinge J. P. Thin film SOI technology: the solution for many submicron CMOS problems // IEEE International Electronic Devices Meeting. - 1989. - T. 1. - №. 2. - С. 817-820.

[2] Cristoloveanu S., Li Sh. S. Electrical characterization of silicon-on-insulator materials and devices. - N. Y.: Springer Science, 1995. - 381 p.

[3] Reedy R. E. Application of UTSi® CMOS On Sapphire to RF and Mixed Signal Requirements in Advanced Space Systems. Alma Mater Studiorum - Universita di Bologna [Электронный ресурс]. 2002; URL: http://amsacta.unibo.it/114 (дата обращения: 01.06.2019).

[4] Munteanu D. et al. Characterization of silicon-on-sapphire materials and devices for radio frequency application // Journal of Electrochemical Society. - 2001. - T. 148. - №. 4. - С. 218224.

[5] Чернышев А. А. и др. Радиационная стойкость интегральных схем, применяемых в специализированных ЭВМ // Зарубежная электронная техника. - 1984. - №. 8. - C. 87-112.

[6] Colinge J. P. SOI CMOS for high-temperature applications // Perspectives, Science and Technologies for Novel Silicon on insulator device. NATO Science Series. High Technology. -2000. - T. 73. - C. 249-256.

[7] Manasevit H. M., Simpson W. I. Single-crystal silicon on sapphire substrate // Journal of Applied Physics. - 1964. - T. 35. - C. 1349-1351.

[8] Celler G. K., Cristoloveanu S. Frontiers of silicon on insulator // Journal of Applied Physics. -2003. - T. 93. - №. 9. - С. 4955-4978.

[9] Takashi O. At long last, SOI wafer market on the move // Solid State Technology. - 2001. - T. 44. - №. 2 - C. 62-65.

[10] Johnson R. A. Comparison of microwave inductors fabricated on silicon on sapphire and bulk silicon // IEEE Microwave and Guided Wave Letters. - 1986. - T. 6. - №. 9. - С. 323-325.

[11] Андреев В. М., Зиновьев В. Д. Кремниевые структуры для приборов микроэлектроники: Учеб. пособие. - М.: МИЭТ, 2006. - 45 c.

[12] Мальцев П. П., Чаплыгин Ю. А., Тимошенков С. П. Перспективы развития технологий кремний на изоляторе // Известия вузов. Электроника. - 1998. - №. 5. - С. 5-15.

[13] Liu L., Edgar J. H. Substrates for gallium nitride epitaxy // Materials Science and Engineering: Reports. - 2002. - Т. 37. - С. 61-127.

[14] Шаскольская М. П. Кристаллография. - М: Высшая школа, 1984. - 376 c.

[15] Johnson R. A. et al. Advanced thin-film silicon-on-sapphire technology: microwave circuit applications // IEEE Transaction Electron Devices. - 1998. - C. 45-1047.

[16] Pramanik A., Liu M., Zhang L.C. Production, characterization and application of silicon-on-sapphire wafers // Key Engineering Materials. - 2010. - T. 443. - C. 567-572.

[17] Roser M. et. al. High-mobility fully-depleted thin film SOS MOSFETs // Proceedings of 50th Annual Device Research Conference (MIT, 22-24 июн. 1992 г.). - Massachusetts (USA), 1992. -P. 132-133.

[18] Rollins J. G., Choma J. Single-event upset in SOS integrated circuits // IEEE Transactions on Nuclear Science. - 1987. - T. NS-34. - №. 6. - P. 1713-1718.

[19] Папков В. С., Цыбульников М. Б. Эпитаксиальные кремниевые слои на диэлектрических подложках и приборы на их основе. - М.: Энергия. - 1979. - 89 с.

[20] Кривулин Н.О. Ультратонкие слои кремния на сапфире: Учебно-методическое пособие. - Н. Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2011. - 40 с.

[21] Garcia G. A., Reedy R. E. Electron mobility within 100 nm of the Si/sapphire interface in double solid phase epitaxially regrown TFSOS // Electronics letters. - 1986. - T. 22. - № 10. - P. 537.

[22] Радиационные эффекты в КМОП ИС /А.Ю. Никифоров, В.А. Телец, А.И. Чумаков. -М.: Радио и связь, 1994. - 164 с.

[23] Воротынцев B. M., Шоболов Е. Л., Герасимов B. A. Формирование слоев кремния с совершенной структурой на сапфире имплантацией ионов кислорода // Неорганические материалы. - 2011. - Т. 47. - №. 6. - С. 645-649.

[24] Walhbrink Т. et al. Highly selective etch process for silicon-on-insulator nano-devices // Microelectronic Engineering. - 2005. - T. 79. - P. 212-217.

[25] Imthurn G. P. The History of silicon-on-sapphire (Peregrine semiconductor corp.) [Эл. ресурс]. URL: http://www.admiral-microwaves.co.uk/pdf/peregrine/History SOS 73-0020-02.pdf (дата обращения: 01.06.2019)

[26] Ismail K. Si/SiGe high-speed field-effect transistors // IEDM Technical Digest. - 1995. - C. 509-512.

[27] Koester S. J. et al. High performance SiGe MODFET Technology // Materials Research Society Symposium Proceedings. - 2004. - T. 809. - C. 171-179.

[28] Armstrong M. A. et al. Design of Si/SiGe heterojunction complementary metal-oxide-semiconductor transistors // IEDM Technical Digest. - 1995. - C. 761-764.

[29] Hagelauer R. et al. Performance estimation of Si/SiGe hetero-CMOS circuits // Electronics letters. - 1997. - T. 33. - C. 208-210.

[30] Koester S.J. et al. SiGe pMODFETs on silicon-on-sapphire substrated with 116 GHz fmax // IEEE Electron Device Letters. - 2001. - T. 22. - №. 2. - C. 92-95.

[31] Madan A. et al. The radiation tolerance of strained Si/SiGe n-MODFETs // IEEE Transactions on Nuclear Science. - 2007. - T. 54. - No. 6. - C. 2251-2256.

[32] Madan A. et al. Radiation effects in SiGe p-MODFETs grown on silicon-on-sapphire substrates // Proceedings of European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems (14-18 тент. 2009 г.). - Belgium, 2009. - P. 24-28.

[33] Mooney P. M., Chu J. O., Ott J. A. SiGe MOSFET structures on silicon-on-sapphire substrates grown by ultra-high vacuum chemical vapor deposition // Journal of Electronic Materials. - 2001. - T. 21. - №. 7. - C. 921-927.

[34] Болоховитян Ю. Б. и др. Роль низкотемпературного буферного слоя Si в пластической релаксации гетероструктур GeSi/Si, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии // Кремний-2003 : тезисы докл. Всерос. Конф. (26-30 мая 2003 г.). - М., 2000. - С. 205-207.

[35] Tejada F. et al. Silicon on sapphire CMOS architectures for interferometric array readout // Proceedings of IEEE International Symposium Circuits and Systems (12-16 мая 2004 г.). -Vancouver, 2004. - Т. 4. - С.880.

[36] Andreou A. G. Silicon on sapphire CMOS for optoelectronic microsystems // IEEE Circuits and Systems Magazine. - 2001. - T. 1. - №. 3. - C. 22-30.

[37] Dobrovinskaya E., Lytvynov L., Pishchik V. Sapphire. Material, manufacturing, applications. - N. Y.: Springer Science, 2009. - 492 p.

[38] Портнов В.Н., Чупрунов Е.В. Возникновение и рост кристаллов. - М.: Физматлит, 2006. - 328 с.

[39] Блад П., Ортон Дж. В. Методы измерения электрических свойств полупроводников // Зарубежная электроника. - 1981. - Вып. 108. - №. 2. - С. 39-41.

[40] Груздов В. В., Колковский Ю. В., Концевой Ю. А. Контроль новых технологий в твердотельной СВЧ электронике. - М.: Техносфера, 2016. - 328 c.

[41] Семилетов С. А., Багдасаров Х. С. Электронографическое исследование термически обработанной поверхности корунда // Физика твердого тела. - 1968. - Т. 10. - №. 1. - С. 71.

[42] Папков В. С., Малинин А. Ю. Влияние обработки поверхности сапфировых подложек на качество эпитаксиальных слоев кремния // Электронная техника. Серия Материалы. -1970. - №. 8. - С. 45.

[43] McGreivy D. J. On the origin of leakage currents in silicon-on-sapphire MOS transistors // IEEE Transactions on Electron Devices. - Т. 24. - №. 6. - С. 730-738.

[44] Twig M. E., Richmond E. D., Pellegrino J. G. Elimination of microtwins in silicon on sapphire by molecular beam epitaxy // Applied Physics Letters. - 1989. - T. 54. - №. 18. - С. 1766-1768.

[45] Larssen P. A. Crystallographic match in epitaxy between silicon and sapphire // Acta Crystallographica. - 1966. - T. 20. - С. 599.

[46] Manasevit H. M., Nodler R. L., Mondy L. A. Heteroepitaxial silicon-aluminum oxide interface additional studies of the orientation relationship of silicon on sapphire // Transactions of the Metallurgical Society of AIME. - 1968. - T. 212. - №. 3. - С. 165.

[47] Smith R. T., Weitzel C.E. Influence of sapphire substrate orientation on SOS crystalline quality and SOS/CMOS transistor mobility // Journal Crystal Growth. - 1982. - T. 58. - №. 1. -C. 61-72.

[48] Dumin D. J. Deformation of and stress in epitaxial silicon films on single crystal sapphire // Journal of Applied Physics. - 1965. - T. 36. - С. 2700.

[49] Faktor J., Fiddyment D. Preliminary study of the chemical polishing of corundum surface with vanadium pentoxide // Journal of the Electrochemical Society. - 1967. - T. 114. - №. 4. - С. 356.

[50] Kaltaev K. S., Sidelnikova N. S. Thermochemical etching of sapphire in CO+H2 gas atmosphere // Functional Materials. - 2010. - T. 17. - №. 3. - С. 395.

[51] Игнатов А. Ю., Еськов Э. В., Купцов В. Ф., Николенко М. В. Сапфир для электронного применения. Особенности технологии кристаллов. // VI Международная конференция «Химия твердого тела и современные микро и нанотехнологии»: тезисы докл. (17-22 сент. 2006 г.). - Кисловодск - Ставрополь: СевКавГТУ, 2006. - 510 с.

[52] Козлов Ю. Ф., Зотов В. В. Структуры КНС: технология, свойства, методы контроля, применение: Учеб. пособие. М.: МГИЭТ, 2004. - 137 с.

[53] Trilhe J. et al. Characterization of the silicon-sapphire interface // Journal of Crystal Growth. - 1978. - T. 45. - С. 439-445.

[54] Wang Y. et al. Effects of surface treatment on sapphire substrates // Journal of Crystal Growth. - 2005. - T. 274. - С. 241-245.

[55] Dwikusuma F., Saulys D., Kuech T. F. Study on sapphire surface preparation for ill-nitride heteroepitaxial growth by chemical treatments // Journal of the Electrochemical Society. - 2002. -T. 149. - №. 11. - С. 603-608.

[56] Yoshimoto M. et al. Atomicscale formation of ultrasmooth surfaces on sapphire substrates for high-quality thin-film fabrication // Applied Physics Letters. - 1995. - T. 67. - №. 18. - С. 2615-2617.

[57] Bean J. C. Growth of thin silicon films on sapphire and spinel by molecular beam epitaxy // Applied Physics Letters. - 1980. - T. 36. - №. 9. - С. 741-743.

[58] Peng L. M., Czernuszka J. T. Studies on the etching and annealing behavior of а-Л120з (1012) surfaces by reflection electron microscopy // Surface Science. - 1991. - T. 243. -C. 210218.

[59] Richmond E. D. XPS Analysis of the sapphire surface as a function of high temperature vacuum annealing // MRS Proceedings. - 1989. - T. 159. - P. 253-256.

[60] Richmond E. D. MBE-grown silicon on sapphire (1102) // Thin Solid Films. - 1990. - T. 192. - C. 287-294.

[61] Семилетов С. А., Багдасаров Х. С., Папков B. C., Магомедов З. И. Электронографическое исследование термически обработанной поверхности корунда // Физика твердого тела. - 1968. - Т. 10. - С.71.

[62] Акуленок Е.Н. и др. Морфологические исследования поверхностей корунда, термически обработанных в интервале температур 1200-1600 °С // Кристаллография АН СССР. - 1970. - Т. 15. - №6. - С. 1200.

[63] Денисов С. А. и др. Структурное совершенство гетероэпитаксиальных слоев кремния на сапфире, выращенных методом сублимационной молекулярно-лучевой эпитаксии // Неорганические материалы. - 2007. - Т.43. - С. 391-398.

[64] Денисов С. А. и др. Подготовка поверхности сапфира для выращивания слоев кремния методом молеку-лярно-лучевой эпитаксии // Неорганические материалы. - 2010. - Т.46. -С. 773-782.

[65] Pellegrino J. G., Richmond E. D. Substrate annealing and the MBE growth of silicon on sapphire // MRS Proceedings. - 1988. - T. 107. - P. 383.

[66] Yanagiya S. Self-formed silicon quantum wires on ultrasmooth sapphire substrates // Applied Physics Letters. - 1997. - T. 71. - №. 10. - С. 1409-1411.

[67] Денисов С. А. Молекулярно-пучковая эпитаксия из сублимационного источника слоев кремния и гетероструктур SiGe/Si на сапфире: Диссертация кандидата физико-математических наук. - Н. Новгород, 2012. - 154 с.

[68] Curiotto S., Chatain D. Surface morphology and composition of c-, a- and m-sapphire surfaces in O2 and H2 environments // Surface Science. - 2009. - T. 603. - C. 2688-2697.

[69] Kaltaev K. S. et al. Thermochemical etching of sapphire in CO+H2 gas atmosphere // Advanced Functional Materials. - 2010. - T. 17. - №. 3. - С. 395-400.

[70] Tsuda M., Watanabe K., Kamiyama S., Amano H. Mechanism of H2 pre-annealing on the growth of GaN on sapphire by MOVPE // Applied Surface Science. - 2003. - T. 216. - С. 585589.

[71] Ohmi T. Total room temperature wet cleaning for Si substrate surface // Journal of the Electrochemical Society. - 1996. - T. 143. - №. 9. - С. 2957-2964.

[72] Dwikusuma F., Saulys D., Kuech T. Study on sapphire surface preparation for Ш-nitride heteroepitaxial growth by chemical treatments // Journal of the Electrochemical Society. - 2002. -T. 149. - №. 11. - С. 603-608.

[73] Mattox D. M. Surface cleaning in thin film technology // Thin Solid Films. - 1978. - T. 53. -C. 81-96.

[74] Reinhardt K., Kern W. Handbook of silicon wafer cleaning technology. - N.Y.: William Andrew, 2008. - 749 p.

[75] Kirby K. W. Processing of sapphire surfaces for semiconductor device applications: a thesis in Masters of Science. - UP, Pennsylvania: The Pennsylvania State University. - 78 p.

[76] Zhang D., Wang Y., Gan Y. Characterization of critically cleaned sapphire single-crystal substrates by atomic force microscopy, XPS and contact angle measurements // Applied Surface Science. - 2013. - T. 274. - C. 405-417.

[77] Ultraclean surface processing of silicon wafers: secrets of VLSI manufacturing / Dr. Takeshi Hattori ed./ Springer 1998, 633 p.

[78] Kirby K., Shanmugasundaram K., Ruzyllo J. Interactions of sapphire surfaces with standard cleaning solutions // Proceedings of 212th ECS Meeting. (7-12 окт. 2007 г.). - Washington, DC, 2007. - Т. 7. - С. 343-349.

[79] Kern W., Puotinen D. A. Cleaning solutions based on hydrogen peroxide for use in silicon semiconductor technology // RCA Reviews. - 1970. - Т. 31. - С. 187-206.

[80] Zhang D., Gan Y. Recent progress on critical cleaning of sapphire single-crystal substrates // Mini-Review Recent Patents on Chemical Engineering. - 2013. - T. 6. - C. 161-166.

[81] Kumara P. et al. Low temperature wet etching to reveal sub-surface damage in sapphire substrates // Applied Surface Science. - 2013. - T. 273. - C. 58-61.

[82] Kooij E. S., Butter K., Kelly J. J. Silicon etching in HNO3/HF solution: charge balance for the oxidations reaction // Electrochemical and Solid-State Letters. - 1999. - T. 2. - №. 4. - С. 178-180.

[83] Hilleringmann U. Silizium-Halbleitertechnologie. ed.; B. G. Teubner Verlag. - Wiesbaden (Gmb), 2002. - 309 p.

[84] Einhaus R. et al. Recent progress with acidic texturing solutions on different mc-Si materials including ribbons // Proceedings of the 2nd World conference and exhibition on photovoltaic solar energy conversion (6-10 июл. 1998г.). - Vienna, Austria, 1998. - P. 1630-1633.

[85] Tool, C. J. et al. 17% mc-Si solar cell efficiency using full in-line processing with improved texturing and screen-printing // Proceedings of the 20th European photovoltaic solar energy conference (6-10 июл. 2005 г.). - Barcelona, Spain, 2005. - Р. 578-583.

[86] Robbins H., Schwartz B. Chemical etching of silicon // Journal of the Electrochemical Society. - 1959. - T. 106. - №. 6. - С. 505-508.

[87] Robbins H., Schwartz B. Chemical etching of silicon // Journal of the Electrochemical Society. - 1960. - T. 107. - №. 2. - С. 108-111.

[88] Robbins H., Schwartz B. Chemical etching of silicon // Journal of the Electrochemical Society. - 1961. - T. 108. - №. 4. - С. 365-372.

[89] Steinert M., Acker J., Oswald S., Wetzig K. Study on the mechanism of silicon etching in HNO3-rich HF/HNO3 mixtures // Journal of Physical Chemistry. - 2007. - T. 111. - C. 21332140.

[90] Yasuda Y., Ohmura Y. Epitaxial growth of silicon films evaporated on sapphire // Japan Society of Applied Physics. - 1969. - T. 8. - №. 9. - С. 1098-1106.

[91] Lihl H. et al. Electron microscope study of microtwins in epitaxial silicon films on sapphire // Journal of Microscopy (Oxford). - 1980. - T. 118. - №. 1. - С. 89-95.

[92] Hutchison L., Booker G. R., Abrahams M. S. Transmission high-resolution electron microscopy studies of silicon-sapphire epitaxial layer structures // Institute of Physics Conference Series. - 1981. - T. 60. - C. 139-146.

[93] Ponce F., Aranovich J. Imaging of the silicon on sapphire interface by high-resolution transmission electron microscopy // Applied Physics Letters. - 1981. - T. 38. - №. 6. - С. 439.

[94] Abraham S., Buiocchi C. J., Corboy J. F., Cullen G. W. Misfit dislocations in heteroepitaxial Si on sapphire // Applied Physics Letters. - 1976. - T. 28. - №. 5. - С. 275-277.

[95] Aindow M. Interfacial structure in heteroepitaxial silicon on sapphire // Journal of the American Ceramic Society. - 1990. - T. 73. - №. 5. - С. 1136-1143.

[96] Случинская И. А. Основы материаловедения и технологии полупроводников. - М.: Мир, 2002. - 376 с.

[97] Горелик С. С., Дашевский М. Я. Материаловедение полупроводников и диэлектриков 2-е изд., перераб. и дополн.: Учебник для вузов, М.: МИСИС, 2003. - 480 с.

[98] Павлов Д. А., Коротков Е. В., Шиляев П. А., Кривулин Н. О. Формирование нанокристаллического кремния на сапфире методом молекулярно-лучевой эпитаксии // Письма в ЖТФ. - 2010. - Т. 36. - Вып. 12. - С. 16-22.

[99] Pramanik A., Liu M. and Zhang L. C. Production, characterization and application of silicon on sapphire wafers // Key Engineering Materials. - 2010. - T. 443. - С. 567-572.

[100] Sadoh T. et al. Deep states in silicon on sapphire by transient-current spectroscopy // Journal of Applied Physics. - 1997. - T. 82. - №. 10. - C. 5262-5264.

[101] Imamura Y., Daido K., Mimegishi K., Nakanishi H. High electron mobility silicon films grown on sapphire at high growth rate // Japanese Journal of Applied Physics. - 1977. - T. 16 -№. 1. - C. 547-550.

[102] Blagov A. E. et al. Study of the Structural Quality of Heteroepitaxial Silicon on Sapphire Structures by High Resolution X-Ray Diffraction, X-Ray reflectivity, and electron microscopy // Crystallography Reports. - 2014. - T. 59. - №. 3. - C. 315-322.

[103] Culurciello E. Silicon-on-sapphire circuits and systems. - N.Y.: McGraw-Hill, 2010. - 394 p.

[104] Палатник JI. C., Папиров И. И. Эпитаксиальные пленки. - М.: Наука. - 1971. - 480 с.

[105] Александров Л. H. Переходные области эпитаксиальных полупроводниковых пленок. - Новосибирск: Наука, 1978. - 224 с.

[106] Точицкий Э. Н. Кристаллизация и термообработка тонких пленок. - Минск: Наука и техника, 1976. - 376 с.

[107] Abrahams M. S. Early growth of silicon on sapphire. Transmission electron microscopy // Journal of Applied Physics. - 1976. - T. 47. - C. 5139-5150.

[108] Папков B. C. Начальная стадия роста и морфология поверхности кремния при гетероэпитаксии на сапфире / B. C. Папков, М. В. Сувориков, Т. И. Маркова // Известия АН СССР, сер. Неорганические материалы. - 1971. - Вып.9. - С. 124-128.

[109] Richmond E. D., Twigg M. E., Qadri S. Molecular beam epitaxy versus chemical vapor deposition of silicon on sapphire // Applied Physics Letters. - 1990. - T. 56. - №. 25. - С. 25512553.

[110] Chang C. C. Silicon-on-sapphire epitaxy by vacuum sublimation: LEED-Auger studies and electronic properties of the films // Journal of Vacuum Science and Technology. - 1971. - Т. 8. -С. 500-511.

[111] Низкотемпературный рост слоев кремния на сапфире методом сублимационной молекулярно-лучевой эпитаксии / С.А. Денисов, В.Г. Шенгуров, С.П. Светлов, В.Ю. Чалков, Е.А. Питиримова, В.Н. Трушин // Вестник ННГУ. Серия ФТТ. - 2009. - №. 2. - С. 49-54.

[112] Bhogeswara D. Rao, Jacob K.T. SOS films and interfaces: Chemical aspects // Journal of Crystal Growth - T. 58. - №. 1. - C. 79-86.

[113] Asano T., Ishiwara H. Epitaxial growth of Si films on CaF2/Si structures with thin Si layers predeposited at room temperature // Journal of Applied Physics. - 1984. - T. 55. - C. 3566-3570.

[114] Ishida M. et al. Epitaxial growth of SOS films with amorphous Si buffer layer // Japanese Journal of Applied Physics. - 1981. - T. 20 - №. 7. - C. 541-544.

[115] Ishida M. et al. Characterization of SOS films grown with amorphous Si buffer layers by MOSFETs // Japanese Journal of Applied Physics. - 1983. - T. 22 - №. 7. - C. 438-440.

[116] Ishida M. et al. Growth and properties of Si films on sapphire with predeposited amorphous Si layers // Journal of Applied Physics. - 1986. - T. 59 - №. 12. - C. 4073-4078.

[117] Пат. 4279688 Соединенные Штаты Америки, МПК C30B25/205. Method of improving silicon crystal perfection in silicon on sapphire devices [Текст] / M. S. Abrahams, J. Blanc (США); заявитель и патентообладатель RCA Corp., опубликовано 21.07.1981 - 4 с.

[118] Пат. 5363799 Соединенные Штаты Америки, МПК C30B25/18. Method for growth of crystal [Текст] / T. Yonehara, Y. Nishigaki, K. Yamagata (Япония); заявитель и патентообладатель Canon Inc., опубликовано 15.11.1994 - 12 с.

[119] Пат. 6184144 Соединенные Штаты Америки, МПК C30B23/02. Methods for growing defect-free heteroepitaxial layers [Текст] / Yu-hwa Lo (США); заявитель и патентообладатель Cornell Research Foundation Inc., опубликовано 06.02.2001 - 9 с.

[120] Базовые технологические процессы изготовления полупроводниковых приборов и интегральных микросхем на кремнии. / О. Ю. Наливайко и др.; под ред. А. С. Турцевича. -Минск: Интегралполиграф, 2013. - В 3 т. - Т. 1. - 688 с.

[121] Moyzykh M. et al. Large thickness-dependent improvement of crystallographic texture of CVD silicon films on r-sapphire // Journal of Crystal Growth. - 2013. - T. 383. - C. 145-150.

[122] Игнатов А. Ю., Постолов В. С., Филимонов А. С. Влияние технологических факторов процесса эпитаксии на физические свойства границы раздела кремний-сапфир // VI Международная конференция «Химия твердого тела и современные микро и нанотехнологии»: тезисы докл. (17-22 сент. 2006 г.). - Кисловодск - Ставрополь: СевКавГТУ, 2006. - 510 с.

[123] Cho H.Y., Park C. J. Hydrogenation effect on silicon on sapphire grown by rapid thermal chemical vapor deposition // Journal Physica E (Elsevier). - 2003. - T. 16. - C. 489-494.

[124] Светлов С. П. и др. Структурные и фотолюминесцентные свойства гетероэпитаксиальных слоев кремния на сапфире // Физика твердого тела. - 2004. - T. 46. -№. 1. - С. 15-17.

[125] Денисов С. А., Шенгуров В. Г. Эпитаксиальные слои кремния на сапфире, выращенные сублимационной МЛЭ. Рост, структура, морфология и некоторые свойства. -Lambert Academic, 2012. - 88 с.

[126] Денисов С. А. и др. Выращивание слоев кремния на сапфире методом молекулярно-лучевой эпитаксии // Известия ВУЗов. Поволжский регион. Естественные науки. - 2004. -Т. 5. - №. 14. - С. 77-82.

[127] Денисов С. А. и др. Выращивание монокристаллических субмикронных слоев кремния на сапфире методом сублимационной молекулярно-лучевой эпитаксии // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2005. - №. 11. - С. 32-39.

[128] Cullen G. W., Corboy J. F., Smith R. T. The effect of rapid growth on the physical and electrical properties of heteroepitaxial silicon // Journal Crystal Growth. - 1975. - T. 31. - №. 2. -C. 274-283.

[129] Пат. 3885061 Соединенные Штаты Америки, МПК H01L21/0242. Dual growth rate method of depositing epitaxial crystalline layers [Текст] / J.F. Corboy, G.W. Cullen, N. Pastal (США); заявитель и патентообладатель RCA Corp., опубликовано 20.005.1975 - 5 с.

[130] Pfeiffer L. et al. Rapid thermal processing to improve the epitaxy of (100) silicon on (1102) sapphire // Applied Physics Letters. - 1987. - T. 50. - №. 8. - С. 466-468.

[131] Inoue T., Yoshii T. Crystalline disorder reduction and defect-type change in silicon on sapphire films by silicon implantation and subsequent thermal annealing // Applied Physics Letters. - 1980. - T. 36. - №. 1. - С. 64-66.

[132] Cullen G. W. The preparation and properties of chemically vapor deposited silicon on sapphire and spinel // Journal Crystal Growth. - 1981. - T. 9. - №. 1. - C. 107-125.

[133] Filby J. D., Nielsen S. Single-crystal films of silicon on insulators // British Journal of Applied Physics. - 1967. - T. 18. - №. 10. - C. 1357.

[134] Druminski M., Schlotterer H. The combination of two methods for the epitaxial deposition of silicon films on insulating substrates // Journal Crystal Growth. - 1972. - T. 17. - №. 2. - C. 249253.

[135] Orlov L. K., Ivin S. V. Vacuum hydride epitaxy of silicon: kinetics of monosilane pyrolysis on the growth surface // Semiconductors. - 2011. -T. 45. - №. 4. - C. 557-566.

[136] Ipri A. C. The properties of silicon-on-sapphire substrates, devices, and integrated circuits // Applied solid state science. - 1981. - C. 253-395.

[137] Liaw H. M., Rose J. W. Epitaxial silicon technology // Academic press Inc. - 1986. - T. 7. №. 8. - С. 56-67.

[138] Афаносович В. Ф., Шачнев В. И., Усков А. Г., Шутиков В. П. К термодинамике процесса получения автоэпитаксиальных слоев кремния пиролизом силана // Электронная техника, cер. Материалы. - 1970. - Вып. 5. - С. 139-143.

[139] Прокопьев Е. П., Суворов В. М., Петров В. Б., Беляева Е. Н. Исследование поверхностных реакций, определяющих скорость роста эпитаксиальных слоев кремния в системе SiH4-SiH2Cl2-H2 // Журнал прикладной химии. - 1985. - № 5. - C. 79-93.

[140] Пат. 4894349 Соединенные Штаты Америки, МПК H01L21/74. Two step vapor-phase epitaxial growth process for control of autodoping [Текст] / Y. Saito, Y. Matsushita (Япония); заявитель и патентообладатель Toshiba Corp., опубликовано 16.01.1990 - 7 с.

[141] Пат. 3941647 Соединенные Штаты Америки, МПК H01L21/02381. Method of producing epitaxially semiconductor layers [Текст] / M. Druminski (Германия); заявитель и патентообладатель Siemens AG, опубликовано 02.03.1976 - 5 с.

[142] Пат. 1176871 Великобритания, МПК C30B29/06. Epitaxial growth process [Текст] / заявитель и патентообладатель Boeing Corp., опубликовано 07.01.1970 - 8 с.

[143] Wang Q.-Y. et al. Improvement of thin silicon on sapphire (SOS) film materials and device performances by solid phase epitaxy // Materials Science and Engineering: B. - 2000. - T. 72. -C. 189-192.

[144] Wang Q.-Y., Zan Yu., Wang J., Yu Y.-H. Comparison of properties of solid phase epitaxial silicon on sapphire films recrystallized by rapid thermal annealing and furnace annealing // Materials Science and Engineering: B. - 1995. - T. 29. - C. 43-46.

[145] Chistilin A. A., Romanov A. A., Moskovskaya Yu. M., Ulanova A. V. Influence of implantation of silicon and oxygen ions into a heteroepitaxial silicon layer on a sapphire substrate on the leakage currents of n-channel transistors of CMOS IC SOS technology // Russian Microelectronics. - 2011. - T. 40. - C. 209.

[146] Александров П. А., Демаков К. Д., Шемардов С. Г., Кузнецов Ю.Ю. Особенности процесса твердофазной рекристаллизации аморфизованных ионами кислорода структур кремний-на-сапфире // Физика и техника полупроводников. - 2009. - T. 43. - Вып. 5. - С. 626-629.

[147] Baeri P., Rimini E. Laser annealing of silicon // Materials Chemistry and Physics. - 1996. -T. 46. - №. 2-3. - C. 169-177.

[148] Nakamura T., Matsuhashi H., Nagatomo Y. Silicon on sapphire (SOS) device technology // Oki technical review. - 2004. - T. 71. - №. 4. - C. 66-69.

[149] Пат. 5973363 Соединенные Штаты Америки, МПК H01L21/02381. CMOS circuit with shortened p-channel length on ultrathin silicon on insulator [Текст] / D.R. Staab et al. (США); заявитель и патентообладатель pSemi Corp., опубликовано 26.10.1999 - 73 с.

[150] Tsui К., Chen K. J., Lam S., Chan M. 0.5 цт silicon-on-sapphire metal oxide semiconductor field effect transistor for RF power amplifier application // Japanese Journal of Applied Physics. -2003. - T. 42 - №. 8. - C. 4982-4986.

[151] Cristoloveanu S. Silicon films on sapphire // Reports on Progress in Physics. - 1987. - T. 50.

- C. 327-371.

[152] Carey K. W., Ponce F. A., Amano J., Aranovich J. Structural characterization of low-defect-density silicon on sapphire // Journal of Applied Physics. - 1983. - T. 54 - №. 8. - С. 4414-4420.

[153] Amano J., Carey K. W. Low-defect-density silicon on sapphire // Journal of Crystal Growth.

- 1982. - T. 56. - C. 296-303.

[154] Alexandrov P. A., Demakov K. D., Shemardov S. G., Kuznetsov Yu. Yu. Crystalline quality improvement in silicon films on sapphire using recrystallization from the silicon-sapphire interface // Semiconductors. - 2010. - T. 44. - №. 10. - C. 1386-1388.

[155] Alexandrov P. A., Demakov K. D., Shemardov S. G., Belova N. E. Application of ion implantation for the modification of silicon-on-sapphire epitaxial systems, their structure, and properties // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. -2017. - T. 11. - №. 4. - C. 790-800.

[156] Миронов В. Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии: учеб. пособие. Институт физики микроструктур РАН: Н. Новгород, 2004. - 110 с.

[157] Александров П. А., Демаков К. Д., Шемардов С. Г., Кузнецов Ю. Ю. Рекристаллизация с границы раздела кремний-сапфир как новый метод получения структурно совершенных пленок кремния на сапфировой подложке // Физика и техника полупроводников. - 2010. -T. 44. - Вып. 10. - С.1433-1435.

[158] Воротынцев В. М., Шолобов E. Л., Герасимов В. А. Применение имплантации ионов кремния для формирования структурно-совершенных слоев кремния на сапфире // Физика и техника полупроводников. - 2011. - T. 45. - Вып. 12. - С. 1662-1666.

[159] Хирш П. и др. Электронная микроскопия тонких кристаллов. - М.: Изд. Мир, 1968. -574 с.

[160] Кудрявцева Р. В., Павлов Д. А., Шиляев П. А. Геометрическая теория рассеяния ускоренных электронов на кристаллах. Описание лабораторной работы: Н. Новгород: Нижегородский государственный университет, 2003, 37 с.

[161] Синдо Д., Иокава Т. Аналитическая просвечивающая электронная микроскопия - М: Техносфера, 2006. - 256 с.

[162] Поклонский Н. А., Белявский С. С., Вырко С. А., Лапчук Т. М. Четырехзондовый метод измерения электрического сопротивления полупроводниковых материалов: Учебно-методическое пособие. Минск: Белгосуниверситет, 1998. - 46 с.

[163] Смирнов В. И. Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур: Учеб. пособие. Ульяновск.:УлГТУ, 2012. - 75 с.

[164] Игнатов А. Ю., Постолов В. С., Сабельникова М. М. Оптические методы контроля параметров гетероэпитаксиального слоя кремния структур КНС // VI Международная конференция «Химия твердого тела и современные микро и нанотехнологии»: тезисы докл. (17-22 сент. 2006 г.). - Кисловодск - Ставрополь: СевКавГТУ, 2006. - 510 с.

[165] Бахрушин В. Е. Получение и физические свойства слаболегированных слоев многослойных композиций: Монография. Запорожье: ЗИГМУ, 2001. - 248 с.

[166] Ehrstein J. Spreading resistance measurements - an overview // Emerging Semiconductor Technology, ed. D. Gupta. - West Conshohocken: ASTM International, 1987. - P. 453-479.

[167] Holm R. Electric contacts handbook. - N.Y.: Springer, 1958. - 400 p.

[168] Irvin J.C. Resistivity of bulk silicon and of diffused layers in silicon // Bell System Tech. J. -1962. - T.41. - № 2. - C.387-440.

[169] Яремчук А. Ф., Старков А. В., Заикин А. В., Алексеев А. В., Соколов Е. М. Применение методики поверхностной фотоЭДС для контроля качества кремниевых эпитаксиальных слоев на сапфире // Известия вузов. Электроника. 2013. - Вып. 103. - № 5. - С. 14-19.

[170] Подшивалов В. Н. Определение диффузионной длины неосновных носителей заряда с использованием цифрового осциллографирования сигнала поверхностной фотоЭДС // Микроэлектроника. - 2010. - Т. 39. - № 1. - С. 38-45.

[171] Charig J. M., Joyce B. A., Stirland D. J., Bicknell R. W. Growth mechanism and defect structures in epitaxial silicon // Philosophical Magazine: A. - 1962. - T. 7. - №. 83. - С. 18471860.

[172] Bicknell R. W., Joyce B. A., Neave J. H., Smith G. V. The epitaxy of silicon on alumina -structural effects // Philosophical Magazine: A. - 1966. - T. 14. - №. 127. - С. 31-46.

[173] Manasevit H. M. et al. The preparation and properties of (111) Si films grown on sapphire by the SiH-H process // Journal of Electrochemical Society. - 1976. - T. 123. - №. 1. - С. 52-57.

[174] Пат. 0045600 Европейский Союз, МПК C23C16/45561. Improved method for producing semiconductor grade silicon [Текст] / H.W. Gutsche (Германия); заявитель и патентообладатель Monsanto Ltd., опубликовано 10.02.82 - 11 с.

[175] Демидов Е. С. и др. Морфология поверхности приборных слоев структур КНИ и КНС, подвергнутых радиационным воздействиям // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2010. - № 2(1). - С. 40-46.

[176] Maslova N. E. et al. Raman studies of silicon nanocrystals embedded in silicon suboxide layers // Semiconductors. - 2010. - T. 44. - №. 8. - C. 1040-1043.

[177] Anastassakis E., Cantarero A., Cardona M. Piezo-Raman measurements and anharmonic parameters in silicon and diamond // Physical Review B. - 1990. - T. 41. - №. 11. - С. 7529.

[178] Wang Q. Y., Wang J., Wang J.-H., Liu Zh.-L., Lin L.-Y. Characterization of stress induced in SOS and Si/a-Al2O3/Si heteroepitaxial thin films by Raman spectroscopy // Journal Crystal Growth. - 2005. - T. 280. - №. 1-2. - C. 222-226.

[179] Khan Z. R., Zulfequar M., Khan M. S. Optical and structural properties of thermally evaporated cadmium sulphide thin films on silicon (100) wafers // Materials Science and Engineering: B. - 2010. - T. 174. - №. 1-3. - C. 145-149.

[180] Ахназарова С. Л., Кафаров В. В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учеб пособие для спец. Вузов. - 2-е изд. - М.: Высш. Шк., 1985. - 327 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

[A1] Fedotov S.D., Sokolov E.M., Statsenko V.N., Emelyanov A.V., Timoshenkov S. P., Study of the structural properties of silicon-on-sapphire epitaxial layers in hydride-chloride vapor-phase epitaxy // Semiconductors. - 2017. - Vol. 51. - No. 13. - P. 1692-1697.

[A2] Федотов С.Д., Тимошенков С.П., Соколов Е.М., Стаценко В.Н., Мониторинг структурного качества границы раздела "кремний-сапфир" методом поверхностной фотоЭДС // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 2017. - №. 5. - С. 28-35.

[A3] Федотов С.Д., Соколов Е.М., Стаценко В.Н., Ромашкин А.В., Тимошенков С.П., Исследование технологических режимов газофазного формирования начального слоя кремния на сапфире // Известия вузов. Электроника. - 2018. - T. 23. - № 5. - С. 454-467.

[A4] Федотов С.Д., Егоров. Н.Н., Голубков С.А., Стаценко В.Н., Романов А.А., Метлов В.А. Изучение подвижности электронов и ВАХ полевых транзисторов в зависимости от структурных и электрофизических характеристик ультратонкого кремния на сапфире // Наноиндустрия. - 2019. - №. S89. - C. 586-590.

[A5] Федотов С.Д., Стаценко В.Н., Егоров Н.Н., Голубков С.А. Влияние твердофазной рекристаллизации с двойной имплантацией на плотность структурных дефектов в ультратонких слоях кремния на сапфире // Физика твердого тела. - 2019. - Т. 61, вып. 12. - С. 2349-2354.

[A6] Баранов Ю.Н., Соколов Е.М., Федотов С.Д., Черемисинов М.Ю. Исследование возможности выращивания монокристаллического кремния с помощью хлоридной газотранспортной эпитаксии // IV Всероссийская научно-техническая конференция «Электроника и микроэлектроника СВЧ»: сборн. докл. (1-4 июня 2015 г.). - Санкт-Петербург: СПбГУ ЛЭТИ, 2015. - С. 49-54.

[A7] Соколов Е.М., Федотов С.Д., Чумак В.Д., Романов А.А. Контроль кристаллографического интерфейса кремний-сапфир методом поверхностной фотоЭДС // II Международная научно-практическая конференция «Вопросы технических наук: новые подходы в решении актуальных проблем»: тезисы докл. (8 июня 2015). -Казань: ИЦРОН, 2015. - С. 9-13.

[A8] Федотов С.Д., Емельянов А.В., Тимошенков С.П. Исследование технологичности методов газофазной гетероэпитаксии кремния на сапфире // Международная научно-техническая конференция «Электроника-2015»: тезисы докл. (19-20 ноября 2015 г.) -М.: МИЭТ, 2015. - С. 14-15.

[A9] Федотов С.Д., Емельянов А.В. Анализ эпитаксиальных слоев кремния на сапфире, полученных различными методами // XXII Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика»: тезисы докл. (25-26 февраля 2016 г.). - Т. 1. - М.: МЭИ, 2016. - С. 171.

[A10] Федотов С.Д., Тимошенков С.П. Анализ способов формирования начального слоя кремния на сапфире // 23-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2016»: тезисы докл. (20-22 апр. 2016 г.). - М.: МИЭТ, 2016. - С. 60.

[A11] Федотов С.Д., Тимошенков С.П., Соколов Е.М., Стаценко В.Н. Исследование температурных режимов осаждения начального слоя кремния на сапфире // V Всероссийская научно-техническая конференция «Электроника и микроэлектроника

СВЧ»: сборн. докл. (30 мая - 2 июня 2016 г.). - Санкт-Петербург: СПбГУ ЛЭТИ, 2016. -С. 89-92.

[A12] Федотов С.Д., Соколов Е.М. Контроль электрофизического состояния интерфейса кремний-сапфир методом поверхностной фото-ЭДС // Современные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций «РТ - 2016»: материалы 12-й междунар. молодежной науч.-техн. конф. (14-18 ноября 2016 г.). - Севастополь: СевГУ, 2016. - С. 122.

[A13] Fedotov S.D., Timoshenkov S.P., Smirnov D.I., Sokolov E.M., Statsenko V.N. Temperature dependence of silicon on sapphire quality // Proceedings of 2017 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), Feb. 1-3, 2017. - St. Petersburg-Moscow: IEEE, 2017. - Part II. - P. 1145-1147.

[A14] Fedotov S.D., Timoshenkov S.P., Sokolov E.M., Statsenko V.N., Stepchenkov V.N. Surface photovoltage method for silicon-sapphire interface monitoring // Proceedings of 2017 IEEE 37th International conference on electronics and nanotechnology (Elnano), April 18-20, 2017. - Kyiv: IEEE. - P. 42-48.

[A15] Федотов С.Д. Изучение двухстадийного способа формирования кремния на сапфире // 24-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2017»: тезисы докл. (1920 апр. 2017 г.). - М.: МИЭТ, 2017. - С. 72.

[A16] Fedotov S.D., Timoshenkov S.P., Sokolov E.M., Statsenko V.N. New approach to SOS wafer fabrication process // Proceedings of 10th International Conference on Silicon Epitaxy and heterostructures (ICSI-10), May 14-19, 2017. -Warwick (UK): Warwick Univ., 2017. -P. 263-264.

[A17] Fedotov S.D., Baranov Yu.N., Schwarz K.M., Sokolov E.M., Statsenko V.N. Atmospheric-pressure chloride vapor transport in sandwich system // Proceedings of the 10th International Conference on Silicon Epitaxy and heterostructures (ICSI-10), May 14-19, 2017. - Warwick (UK): Warwick Univ., 2017. - P. 267-268.

[A18] Федотов С.Д., Тимошенков С.П., Соколов Е.М., Чумак В.Д., Стаценко В.Н. Мониторинг структурного качества интерфейса кремний-сапфир методом поверхностной фотоЭДС // VI Всероссийская научно-техническая конференция «Электроника и микроэлектроника СВЧ»: сборн. докл. (39 мая - 1 июня 2017 г.). -Санкт-Петербург: СПбГУ ЛЭТИ, 2017. - С. 398-404.

[A19] Федотов С.Д., Баранов Ю.Н., Шварц К.-Г.М., Соколов Е.М., Стаценко В.Н., Тарасов Д.В., Тимошенков С.П. Газотранспортный хлоридный перенос кремния в сэндвич-системе // 3-я Международная научная конференция «ЭКБ и электронные модули» Международного форума «Микроэлектроника-2017»: сборн. докл. (Респ. Крым, Алушта, 2-7 окт. 2017 г.) - М.: Техносфера, 2017. - С. 232-237.

[A20] Fedotov S.D., Smirnov D.I., Sokolov E.M., Statsenko V.N. Process optimization of silicon-on-sapphire vapor-phase epitaxy // Proceedings of 2018 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), Jan. 29-30, 2017. -St. Petersburg-Moscow: IEEE, 2018. - P. 1613-1617.

[A21] Fedotov S.D., Sokolov E.M., Statsenko V.N., Tarasov D.V. Hydride-chloride epitaxy of high-resistivity Si-layers on high-doped wafers // Proceedings of 2018 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), Jan. 29-30, 2017. - St. Petersburg-Moscow: IEEE, 2018. - P. 1646-1649.

[A22] Федотов С.Д. Оптимизация процесса газофазной эпитаксии кремния на сапфире // XXIV Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика»: тезисы докл. (15-16 марта 2018 г.). - М.: МЭИ, 2018. - С. 368.

[A23] Fedotov S.D., Statsenko V.N., Golubkov S.A., Egorov N.N. Effect of double solid-phase epitaxial recrystallization on the defect density in ultrathin silicon-on-sapphire layers // Proceedings of 2019 International conference mechanisms and non-linear problems of nucleation and growth of crystals and thin films (MGCTF-2019), 1-5 July 2019. - St. Petersburg: IPME RAS, 2019. - P. 22.

Патенты на изобретения

[Б1] Патент № 2618279 Рос. Федерация. Способ изготовления эпитаксиального слоя кремния на диэлектрической подложке / Федотов С.Д., Тимошенков С.П., Соколов Е.М., Стаценко В.Н.; приоритет от 23.06.2016 г.; опубл. 03.05.2017 г.

[Б2] Патент № 2646070 Рос. Федерация. Способ изготовления гетероэпитаксиального слоя кремния на диэлектрике / Федотов С.Д., Тимошенков С.П., Соколов Е.М., Стаценко В.Н.; приоритет от 03.12.2016 г.; опубл. 01.03.2018 г.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 АКТЫ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ И ПАТЕНТЫ

Акционерное общество «Эпиэл»

Е 124460. Москва, Зеленоград, 1-й Западный проезд 12, стр.2 * Тел.:[phone] • Факс: [phone] доб.53в & e-mail: [e-mail] • www.eplel.ru

ИНН/КПП 7735091790/773501001 • ОКП018624190 • ОГРН 1037739590272 • ОКАЮ 45272562000 Банк: БАНК ВТБ (ПАО) г.МОСКВА

Р/С 40702810018800000003 • ЮС 30101810700000000187 • БИК 044525187

«УТВЕРЖДАЮ»

[ьный директор АО «Эпиэл»

« io>A Мкк. 2019 г.

Тюрнев Н.В.

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы Федотова Сергея Дмитриевича «Разработка и исследование технологических режимов газофазной гетероэпитаксии тонких слоев кремния на сапфире с улучшенными характеристиками»

Настоящим подтверждается, что научные и практические результаты диссертационной работы Федотова С.Д.. а именно обнаруженные технологические зависимости и разработанные технологические режимы, внедрены и используются на производственном участке АО «Эпиэл» при изготовлении рабочих партий структур КИС диаметром до 150 мм. Использование разработанных соискателем режимов высокотемпературного отжига сапфировых подложек, нанесения эпитаксиальных слоев кремния на сапфир в присутствии хлоридов, двухстадийного процесса роста КНС и послеростового отжига позволило повысить показатели качества изготавливаемой продукции.

Главный технолог

Ведущий научный сотрудник

Главный конструктор по ОКР

УТВЕРЖДАЮ

Главный конструктор АО «Ангстрем», к.т.н

Машевич П.Р.

ЛиА 2019 г.

АКТ О ВНЕДРЕНИИ

результатов диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук Федотова С.Д. на тему «Разработка и исследование технологических режимов газофазной гетероэпитаксии тонких слоев кремния на сапфире с

Образцы гстсроструктур кремния на сапфире (КНС) диаметром 150 мм с улучшенными структурными характеристиками, изготовленные методом газофазной эпитаксии по новым разработанным технологическим режимам и методам твердофазной эпитаксиальной рекристаллизации (ТЭР), были использованы в АО «Ангстрем» при изготовлении и исследовании тестовых МОП транзисторов со встроенным каналом, нулевым пороговым напряжением и индуцированным каналом.

В результате приборных испытаний установлено, что для всех типов тестовых МОП транзисторов на полученных образцах структур КНС наблюдается значительное (более 70%) увеличение подвижности электронов в канале. Полученный результат используется АО «Ангстрем» при проектировании СВЧ аттенюаторов на гетероструктуре ультратонкого КНС.

улучшенными характеристиками».

Начальник службы инновационных технологий АО «Ангстрем»