"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF5861
ETF5861 (ETF5861) "Pinna- ja siirdekihtide mõju laia keelutsooniga oksiidikilede aatomkihtkasvule ja omadustele (1.01.2004−31.12.2007)", Arnold Rosental, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Füüsika Instituut.
ETF5861
Pinna- ja siirdekihtide mõju laia keelutsooniga oksiidikilede aatomkihtkasvule ja omadustele
Effect of Surface and Transition Layers on Atomic Layer Growth and Properties of Oxide Thin Films with Wide Energy Gap
1.01.2004
31.12.2007
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. FüüsikaP265 Pooljuhtide füüsika 1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)50,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.12. Protsessitehnoloogia ja materjaliteadusT480 Muude toodete tehnoloogia2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).50,0
PerioodSumma
01.01.2004−31.12.2004410 000,00 EEK (26 203,78 EUR)
01.01.2005−31.12.2005394 000,00 EEK (25 181,19 EUR)
01.01.2006−31.12.2006401 880,00 EEK (25 684,81 EUR)
01.01.2007−31.12.2007401 880,00 EEK (25 684,81 EUR)
102 754,59 EUR

Käesoleva projekti põhieesmärk on tundma õppida siirdekihtide tekkemehhanisme ning siirde- ja pinnakihtide osa (mikro)elektroonikaseadiste komponentides, mis baseeruvad üliõhukestel oksiidikiledel. Selliste kilede kasvuprotsessi käigus sageli kontrollimatult tekkivate siirde- ja/või pinnakihtide mõju võib osutuda kriitiliseks seadiste funktsioneerimise seisukohalt. Probleem on tuntud, kuid rahuldavate lahenduste leidmine on komplitseeritud ja nõuab süstemaatilisi fundamentaaluuringuid. Seda silmas pidades uuritakse töös üksikasjalikult elektroonikaseadiste edasiarendamiseks vajalike metalloksiidide (HfO2, ZrO2, TiO2, SnO2 jt.) aatomkihtkasvu ja kasvatatud kilede füüsikalisi omadusi. Uuringute tulemusena pakutakse välja uusi tehnoloogilisi lahendusi, kuidas reprodutseeritavalt valmistada 1) senisest stabiilsemaid suure dielektrilise läbitavusega dielektrikkilesid, mis sobiksid rakendamiseks järgmise põlvkonna ultrakõrge integratsiooniastmega dünaamilise mälu kondensaatorites ja metall-oksiid-pooljuht-väljatransistorides ja 2) gaasitundikke pooljuhtkilesid, mis lubaksid parandada oksüdeerivatele või redutseerivatele gaasidele reageerivate pooljuht-gaasisensorite kvaliteeti. Ühe uudse momendina pööratakse suurt tähelepanu nimetatud oksiididest kilede epitaksiaalkasvu mehhanismidele, kasvanud epitaksiaalkilede omadustele ning nende kilede kasutamisvõimalustele ülalmainitud eesmärkidel. Loodetakse tuua rohkem selgust kasvu dünaamikasse ja saada hulgaliselt andmeid selle kohta, kuidas kile optilised ja elektrilised omadused on seotud tema struktuuriga.
The aim of this project is to explore generation mechanisms of transition layers and the role of the transition and surface layers in the components of (micro)electronic devices, which are based on ultrathin oxide films. This kind of transition and/or surface layers, which are frequently formed in an uncontrolled way, may have a crucial influence on perfomance of the devices. This problem is known but the solution of that is complex and requires systematical fundamental studies. The latter aspect in view, a detailed investigation of atomic layer growth and characterization of physical properties of metal oxides (HfO2, ZrO2, TiO2, SnO2, etc.) needed for the development of electronic devices will be carried out. As a result, new technological solutions will be proposed for preparing in a reproducible manner of (i) stable high-permittivity dielectric layers applicable in next-generation ULSI DRAM capacitors and MOSFETs and (ii) gas sensitive semiconductor layers allowing the improvement of the quality of semiconductor gas sensors sensitive to oxidizing and reducing gases. Close attention will be paid to the mechanisms of epitaxial growth of the films made of these oxides, properties of the epitaxial films grown, and possibilities of their application for given purposes. It is anticipated to throw more light on the dynamics of the growth and to obtain new data on the dependence of optical and electrical properties of the films to their structure.