Материалы микроэлектроники: тонкие пленки для интегрированных устройств

Изложены основные понятия, относящиеся к науке о строении и свойствах сегнетоэлектрических материалов. Рассмотрены примеры применения и перспективы использования сегнетоэлектрических пленок в интегрированных устройствах современной микроэлектроники, а также основные тенденции развития материалов и технологий в этой области. Подробно рассмотрены вопросы формирования и визуализации структуры многослойных композиций на основе тонких пленок и границ раздела пленка - подложка на атомном уровне с помощью методов электронной микроскопии и моделирования изображений высокого разрешения, а также принципы создания наноструктур в пористых матрицах. Издание иллюстрирует возможности применения методов современного структурного анализа к исследованию и визуализации микро- и наносистем.

Для магистрантов, обучающихся по направлению подготовки 22.04.01 "Материаловедение и технологии материалов". Пособие может быть полезно аспирантам, научным и инженерно-техническим работникам, специализирующимся в области материаловедения тонкопленочных материалов.

Список литературы

1. Желудев И.С. Основы сегнетоэлектричества. М.: Атомиздат, 1973. 471 с
2. Струков Б.А., Леванюк А.П. Физические основы сегнетоэлектрических явлений в кристаллах. М.: Наука; Физматлит, 1995. 301 с
3. Физика сегнетоэлектриков: современный взгляд / под ред. К.М. Рабе, Ч.Г. Ана, Ж.-М. Трискона. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. 440 с.
4. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1978. 790 с
5. Рез И.С., Поплавко Ю.М. Диэлектрики. Основные свойства и применения в электронике. М.: Радио и связь, 1989. 286 с
6. Воротилов К.А., Мухортов В.М., Сигов А.С. Интегрированные сегнето -электрические устройства / под ред. чл.-корр. РАН А.С. Сигова. М.: Энерго-атом издат, 2011. 175 c
7. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. 2-е изд., испр. и доп. М.: Наука; Физматлит, 2007. 416 с
8. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры / под ред. Л. Ченга, К. Плога. М.: Мир, 1989. 600 с.
9. Старостин В.В. Материалы и методы нанотехнологий: учеб. пособие. 2-е изд. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2016. 431 с.
10. Чистяков Ю.Д., Райнова Ю.П. Физико-химические основы технологии микроэлектроники. М.: Металлургия, 1979. 230 с.
11. Щука А.А. Наноэлектроника / под ред. акад. РАН А.С. Сигова. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. 342 с
12. Воротилов К.А., Мухортов В.М., Сигов А.С. Интегрированные сегнето-электрические устройства / под ред. чл.-корр. РАН А.С. Сигова. М.: Энерго-атомиздат, 2011. 175 c
13. Гутаковский А.К., Чувилин А.Л., Song S.A. Применение высокоразрешаю-щей электронной микроскопии для визуализации и количественного анализа полей деформации в гетеросистемах // Изв. РАН. Сер. физическая. 2007. Т. 71, вып. 10. C. 1464–1470.
14. Жигалина О.М. Электронная микроскопия высокого разрешения для нано-материалов: метод. пособие / Ин-т кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН. М., 2005. 38 с
15. Исследование влияния структуры нижнего электрода на свойства пле-нок ЦТС, сформированных методом химического осаждения из растворов / А.С. Вишневский, К.А. Воротилов, О.М. Жигалина [и др.] // Нано- и микроси-стемная техника. 2013. № 1. С. 15–20.
16. Кристаллизация пленок титаната-цирконата свинца с помощью лазерного отжига / Д.Н. Хмеленин, О.М. Жигалина, К.А. Воротилов, И.Г. Лебо // Физика твердого тела. 2012. Т. 54, вып. 5. С. 839–841.
17. Кускова А.Н., Гайнутдинов Р.В., Жигалина О.М. Влияние толщины на доменную структуру титаната бария-стронция на подложках MgO // Поверх-ность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2014. Т. 8. C. 32–37
18. Нанотехнологии в электронике / под ред. Ю.А. Чаплыгина. М.: Техно сфе-ра, 2005. 446 с.
19. Сегнетоэлектрики в технике СВЧ / под ред. О.Г. Вендика. М.: Сов. радио, 1979. 172 c.
20. Синдо Д., Окинава Т. Аналитическая просвечивающая электронная микро-скопия. М.: Техносфера, 2006. 256 с
21. Структура пленок (Ba0.7Sr0.3)TiO3, полученных химическим осаждением из растворов на сапфировых подложках / О.М. Жигалина, К.А. Вороти-лов, А.С. Сигов, А.С. Кумсков // Физика твердого тела. 2006. Т. 48, вып. 6. С. 1138–1141
22. Структура пленок, полученных химическим осаждением из растворов на подложках из поликора / О.М. Жигалина, К.А. Воротилов, Д.Н. Хмеленин, А.С. Сигов // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные ис-следования. 2008. № 9. С. 3–8.
23. Структурные особенности пленок цирконата-титаната свинца, сформиро-ванных методом химического осаждения из растворов с различным содержа-нием свинца / О.М. Жигалина, К.А. Воротилов, Д.Н. Хмеленин, А.С. Сигов // Нано- и микросистемная техника. 2008. № 11. C. 17–22.
24. Электронная микроскопия высокого разрешения гетероэпитаксиаль-ных пленок титаната бария-стронция на подложках MgO / О.М. Жигалина, А.Н. Кус кова, А.Л. Чувилин [и др.] // Поверхность. Рентгеновские, синхро-тронные и нейтронные исследования. 2009. Т. 7. C. 55–60
25. Электронная микроскопия тонких пленок / П. Хирш, А. Хови, Р. Николсон [и др.]. М.: Мир, 1968. 574 c.
26. Электронная микроскопия элементов СЭЗУ на основе многослойных структур SiO2–Ti–Pt–ЦТС / О.М. Жигалина, П.В. Бурмистрова, А.Л. Васильев [и др.] // Микроэлектроника. 2001. № 3. C. 205–217.
27. nuence of crystallization process on structural state of CSD BST thin lms / O.M. Zhigalina, K.A. Vorotilov, A.S. Sigov, A.S. Kumskov // Ferroelectrics. 2006. Vol. 335. no. 1. P. 13–21.
28. Microstructure and dielectric properties of (Ba0,7Sr0,3)TiO3 thin lms / P.V. Bur-mistrova, A.S. Sigov, O.M. Zhigalina et al. // Ferroelectrics. 2003. Vol. 286. P. 261–265.
29. Брандон Д., Каплан У. Микроструктура материалов. Методы исследова-ния и контроля. М.: Техносфера, 2004. 384 c.
30. Влияние внутренних деформационных полей на управляемость нанораз-мерных сегнетоэлектрических пленок в планарном конденсаторе / В.М. Му-хортов, Ю.И. Головко, О.М. Жигалина [и др.] // Журнал технической физики. 2010. Т. 80, № 3. C. 77–82.
31. Внутренние напряжения и деформационный фазовый переход в нанораз-мерных пленках титаната бария-стронция / В.М. Мухортов, Ю.И. Головко, О.М. Жигалина [и др.] // Кристаллография. 2008. Т. 53, № 4. C. 536–542
32. Каули Дж. Физика дифракции / под ред. З.Г. Пинскера. М.: Мир, 1979. 431 с