Latvijas Universitātes Cietvielu Fizikas institūts (LU CFI) īsteno pētniecības projektu Darbības programmas "Izaugsme un nodarbinātība" 1.2.1. specifiskā atbalsta mērķa "Palielināt privātā sektora investīcijas P&A" 1.2.1.1. pasākuma "Atbalsts jaunu produktu un tehnoloģiju izstrādei kompetences centru ietvaros" otrās projektu iesniegumu atlases kārtas ietvaros.
Pētniecības projekta nosaukums: “Augstas pretestības rezistīvo slāņu pētījums”
Projekts Nr. 1.2.1.1/16/A/002
Projekta zinātniskais vadītājs: Profesors, Dr.habil.phys. Ivars Tāle
Mikroshēmu izmēru samazināšana, vienlaikus paaugstinot to darba spēju, ir tiešā veidā atkarīga no tā, cik maza izmēra precīzas darbības rezistīvos materiālus ir iespējams izveidot. Rezistīvie materiāli tiek uzputināti ārkārtīgi plānā kārtā (vairāki simti angstrēmu (10-10m)), iegūstot vadītājslāni un rezistoru slāni.
Projekta mērķis ir veikt pētījumus un iegūt zināšanas par augstas pretestības rezistīvo elementu izveidošanas iespējām ar samazinātām dimensijām un lieliem nomināliem. Sasniedzot pētījuma mērķi, iegūstot zināšanas par augstas pretestības (≥ 5kΩ) rezistoru izstrādi ar TCR ≤50ppm/C°, tiks radītas iespējas izstrādāt principiāli jaunus produktus – analogās mikroshēmas ar integrētiem augstas pretestības rezistoriem. Tāpat projektam izvirzīts mērķis – iegūt zināšanas par metāla silicīda plāno rezistīvo slāņu uzklāšanas metodēm, režīmiem un rezistīvo slāņu pēcapstrādi. Iegūtās zināšanas un uz tām balstītā jauna produkta izstrāde ļaus palielināt produkcijas klāstu, piedāvājot klientiem augstākas kvalitātes un precizitātes analogās mikroshēmas.
Projekta izstrādes laikā:
- Atklāts, ka pretestības rezistīvo slāņu uzputināšanas procesā, slāņu raksturlielumi mainās no magnetrona režīma sprieguma, tam mainoties robežās no 500 V līdz 1600 V. Paaugstinot uzputināšanas procesa spriegumu mainās: kārtiņas biezums (blīvums) pie vienādas slāņa pretestības; mainās uzputināto elementu koncentrācija slānī; mainās zīme pretestības termiskajam koeficientam.
- Iegūtas zināšanas un izvēlēti optimālie metāla silicīda sakausējumu sastāvi, lai izgatavotu augstas pretestības rezistīvos slāņus (10 nm biezuma diapazonā).
- Pārbaudītas jonu plazmas uzputināšanas metodes un to režīmi augstas pretestības metāla silicīda slāņu iegūšanai, kontrolējot slāņu pamatīpašības, virsmas īpašības un elektriskos parametrus.
- Iegūtas zināšanas, kā mainās rezistīvā slāņa virsmas īpašības un elektriskie parametri, mainot to pēcapstrādes režīmus ‑ atdedzināšanas temperatūru un gāzu sastāvu.
- Pārbaudīts kā mainās rezistīvā slāņa virsmas īpašības, mainot to apstrādes temperatūras režīmus. Veikts kritisks novērtējums dažādu starpslāņu (tai skaitā AlN) uzputināšanai un termiskai apstrādei uz šo slāņu kristalizācijas procesiem un virsmas īpašībām.
Pārbaudītas rezistīvo elementu eksperimentālo paraugu īpašības, to tehniskie un termiskie parametri atkarībā no paraugu izgatavošanas tehnoloģijas, izmantojot magnetronu vai katoda izputināšanas tehnoloģiju un to režīmus.
Noslēgti darbi projektā “Augstas pretestības rezistīvo slāņu pētījums”. Darba laikā pārbaudīti slāņu uzklāšanas režīmu, slāņu sastāva ietekme uz kārtiņu īpašībām, parametriem un raksturlielumiem.