, ,

"Исследование атомной и электронной структуры собственных дефектов и их комплексов в оксидных диэлектриках перспективных для элементной базы микроэлектроники". Тимофей Викторович Перевалов, ИФП СО РАН, 8.10.2021

isp_espresso_202110_perevalov.pdf

Состав коллектива

  • Перевалов Тимофей Викторович, к.ф.-м.н., с.н.с. ИФП СО РАН.
  • Исламов Дамир Ревинирович, к.ф.-м.н., с.н.с. ИФП СО РАН.
  • Ковзик Валерия Михайловна, магистрант НГУ, инженер ИФП

Аннотация

Посредством квантово-химического моделирования электронной структуры в рамках ТФП в программном пакете quantum ESPRESSO изучены свойства вакансий кислорода и их комплексов в SiO2, SiOx, WO3, SiCOH. Актуальность исследований состоит в изучении роли и свойств вакансий кислорода в перспективных для элементной базы микроэлектроники, в частности для элементов резистивной памяти. Показано, что уменьшение оптической щели SiOx с уменьшением x происходит в результате примерно симметричного сдвига краев зоны проводимости и валентной зоны в запрещенную зону SiO2. Определены значения параметра «x» в SiOx от времени обработки стехиометрического SiO2 в водородной плазме. Предложен метод прецизионного определения параметра «x» в SiOx путём сопоставления экспериментальных и рассчитанных из первых принципов фотоэлектронных спектров валентной зоны. Данный метод также успешно использовался для определения «x» в плёнках WOx, полученных методом REALD. Cоздана модельная структура low-k SiCOH диэлектрика, отражающая ключевые особенности реальных плёнок, и показано возможность оптических переходов на дивакансии кислорода, энергия которых соответствует максимуму спектра возбуждения синей полосы фотолюминесценции.

Грантовая поддержка

  • Грант РФФИ № 18-29-27006 мк «Изучение механизмов проводимости и выявление природы ловушек в low-k диэлектриках нового поколения с упорядоченной мезопористой структурой и органическими мостиками между атомами кремния» (2019-2021 годы), руководитель – Гриценко Владимир Алексеевич

Публикации

  • Т.В. Перевалов, В.А. Володин, Ю.Н. Новиков, Г.Н. Камаев, В.А. Гриценко, И.П. Просвирин, Наноразмерные флуктуации потенциала в SiOx, синтезированном плазмохимическим осаждением, Физика твердого тела, том 61, вып. 12, с. 2528-2535 (2019).
  • В.Н. Кручинин, Т.В. Перевалов, В.Ш. Алиев, Р.М.Х. Исхакзай, Е.В. Спесивцев, В.А. Гриценко, В.А. Пустоваров, Оптические свойства тонких пленок SiOx (x < 2), полученных обработкой термического диоксида кремния в водородной плазме, Оптика и спектроскопия, т. 128, вып. 10, 1467-1472 (2020).
  • Т.В. Перевалов, Р.М.Х. Исхакзай, В.Ш. Алиев, В. А. Гриценко, И. П. Просвирин, Атомная и электронная структура плёнок SiOx, полученных с помощью водородной плазмы электрон-циклотронного резонанса, ЖЭТФ т. 158, N6(12), 1083-1088 (2020).
  • R.I. Romanov, M.G. Kozodaev, Y.Y. Lebedinskii, T.V. Perevalov, A.S. Slavich, C.S. Hwang, A.M. Markeev, Radical-Enhanced Atomic Layer Deposition of a Tungsten Oxide Film with the Tunable Oxygen Vacancy Concentration, J. Phys. Chem. C 124, 18156-18164 (2020).
  • T.V. Perevalov, A.A. Gismatulin, A.E. Dolbak, V.A. Gritsenko, E.S. Trofimova, V.A. Pustovarov, D.S. Seregin, K.A. Vorotilov, M.R. Baklanov, Charge Transport Mechanism and Trap Origin in Methyl-Terminated Organosilicate Glass Low-κ Dielectrics, Physica Status Solidi A 2000654, 218, (2021)