Ученые СО РАН получают высокочистые соединения для микроэлектроники
Технологии получения высокочистых соединений титана, циркония и гафния, необходимых для создания современных элементов микроэлектроники, разрабатывают ученые Института неорганической химии (ИНХ) им. А. В. Николаева СО РАН, 28 августа сообщает издание СО РАН «Наука в Сибири».
В рамках обсуждений, прошедших на XI Международном форуме технологического развития «Технопром-2024» в Новосибирске, заведующая лабораторией металлорганических соединений для осаждения диэлектрических материалов ИНХ СО РАН кандидат химических наук Евгения Викулова рассказала о работе молодого коллектива, созданного для решения проблемы отсутствия в РФ технологии производства высокочистых соединений, востребованных современной микроэлектроникой.
Евгения Викулова пояснила: «Соединения редкоземельных металлов используют при создании наноструктур элементов микроэлектроники. Для изготовления микросхем чипов и процессоров уже сейчас востребованными являются тонкие пленки нитрида титана. Если же мы будем переводить технологии на следующий уровень, что необходимо, в том числе для достижения технологического суверенитета, здесь потребуется уже оксид гафния, и замен этому решению нет».
Другим направлением микроэлектроники, которому необходимы тонкие пленки на основе оксидов гафния, титана и циркония, — это альтернативные энергонезависимые источники памяти, которые должны заменить существующую флэш-память, поскольку они имеют больший ресурс записи и меньшее энергопотребление.
Такие пленки на микроуровне имеют очень сложную геометрию, получают их методами химического газофазного (MOCVD) и атомно-слоевого (ALD) осаждения. Эти технологии основаны на том, что металлоорганическое соединение в газообразном виде поступает к подложке и вступает в реакцию, формируя требуемое покрытие.
Необходимые характеристики материала получают правильным подбором исходного ведущего компонента и условий осаждения. При этом необходимо использовать соединения высокой чистоты. К сожалению, отечественные предприятия такую чистоту обеспечить не в состоянии, а поставка импортных находится под санкциями.
Именно поэтому в ИНХ СО РАН была создана специализированная молодежная лаборатория металлорганических соединений для осаждения диэлектрических материалов.
«Мы комплексно подошли к проблеме, а именно: уже умеем поставлять конкретные летучие вещества под задачи заказчика, исследуем их термические свойства с тем, чтобы создать базу для реализации технологических условий. Также мы разрабатываем походы к контролю качества продукции, если точнее — к контролю чистоты примесей (потому что сейчас каких-либо ГОСТов для металлорганических соединений в России нет) и стратегии достижения этой чистоты», — поделилась Евгения Викулова.
Сотрудники лаборатории разработали технологию очистки и уже получили лабораторные образцы соединений необходимого качества по содержанию примесей. В настоящее время коллектив работает над применением полученных соединений в микроэлектронике и готовится к масштабированию производства.
«Источники металлов необходимого качества уже представлены на внутреннем российском рынке, однако существует проблема доступности специфических реагентов для синтеза, в частности, некоторых органических соединений. Сейчас мы рассматриваем решение с использованием инжиниринговой базы Томского государственного университета, но проблема есть, и решать ее надо. Второе затруднение в том, что установки для осаждения сейчас импортные», — отметила руководитель лаборатории.
