مشخصه یابی سیستمهای چند لایه ای Si /Ta / Cu بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک (دکترای پژوهشی)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته: مشخصه یابی سیستمهای چند لایهای Si /Ta/Cu زمینه تأثیر ولتاژ بایاس منفی بر بهبود خواص الکتریکی و ساختاری سد نفوذی لایه اسپاترنیگ Taدر سیستم Si/Ta وجود دارد.
در فناوری طراحی قطعات نانو الکترونیک با استفاده از ساخت لایه های نازک مورد نیاز در مدارهای مجتمع مذکور فقط در محیطهای تعریف شده توسط روشهای دقیق لایه نشانی نظیر لایه نشانی با باریکه مولکولی (MBE) و لایه نشانی با بخار شیمیایی مواد آلی فلزی (MOCVD) امکان پذیر است .
نانو الکترونیک و فرآیندهایی سطح (زیر لایه Si)
در فناوری نانو الکترونیک فرآیندهایی سطح زیر لایه Si از جمله سوزش توسط فناوری پلاسما و باریکه یونی صورت میگیرد. اینگونه مدارهای مجتمع با ویژگیهای منحصر به فرد خود در مقیاس نانومتری کاربردهای متنوعی از سیستمهای مزوسکوپیک دارند.
بعضی از این کاربردها عبارتند از:
_ ساخت نقطه ها و سیستمهای کوانتومی و تونل زنی در دیودهای تشدید کننده مثل SiوGi
_ طراحی و ساخت تقویت کنندههای لیزری مثل InGap
_ طراحی و ساخت میکرو احساسگرها و ماشینهای میکرونی برای کاربردهای خاص
به دلیل اهمیت فناوری نانو الکترونیک با ادامه رشد و گسترش این فناوری پیشرفته ، شاهد تحول عظیمی در زمینه های ارتباطات خواهیم بود.
نانو الکترونیک و فرآیندهایی سطح ( میان لایه Ta )
بررسی خواص الکتریکی مواد عمدتا براساس نظریه نواری صورت می گیرد که در آن ترازهای انرژی الکترونی و چگالی حالت ها، فلز یا نیم رسانا ویا عایق بودن ماده را تعیین می کنند. این ترازهای انرژی در توده مواد و در سطح مربوط به لایه های نازک با یکدیگر متفاوتند. به این ترتیب که برخی ترازهای انرژی ممنوعه در حالت توده مواد تبدیل به ترازهای گسسته مجاز می شوند. همچنین در فصل مشترکی که دو سطح با یکدیگر برهم کنش دارند، ترازهای انرژی دیگری را تحت تاثیر قرار می دهند. کاربرد این مباحث در اتصالات بین قسمت های مختلف مدارهای مجتمع، وسایل میکروالکترونیک، الکترونیک و... با استفاده از لایه های نازک می باشد.
نانو الکترونیک و فرآیندهایی سطح ( لایه رویی CU )
در مورد لایه نازک علاوه بر اینکه تعداد حامل های بار کاهش می یابد، به علت کاهش ضخامت لایه، حرکت الکترون ها نیز محدود می شود. به همین علت الکترون ها با اندک انحراف از مسیر حرکتشان(Surface Scattering)، باعث کاهش رسانایی می شوند. فاصله یک انحراف از مسیر حرکت تا انحراف دیگر را طول پویش آزاد میانگین(Mean Free Path) می نامند که رسانایی ماده تابع این پارامتر می باشد. ضخامت لایه نازک می تواند کمتر از طول پویش آزاد آن گردد، در این حالت، الکترون ها دائما با دیواره لایه نازک برخورد می کند و رسانایی ماده بسیار کاهش می یابد و این به معنی افزایش شدید مقاومت الکتریکی لایه نازک خواهد بود. در لایه های نازک فلزی، مقاومت الکتریکی بیشتر از بالک ماده است که این میزان با افزایش ضخامت لایه نازک، کاهش پیدا می کند.
خواص الکتریکی لایه های نازک شدیدا به مورفولوژی آن بستگی دارد. در این میان، بهترین رسانایی مربوط به لایه های نازک منسجم و کمترین میزان رسانایی درلایه های با ذرات جدا از هم می باشد. در لایه های فلزی منسجم نیز، رسانایی بسیار بیشتر از لایه های فلزی غیر منسجم می باشد. اما برخلاف لایه های فلزی منسجم، با افزایش دما رسانایی لایه های فلزی غیر منسجم افزایش می یابد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )