Н.В. Черкесова1, Г.А. Мустафаев2, А.Г. Мустафаев3

1,2 ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (г. Нальчик, Россия)
3 ГАОУ ВО «Дагестанский государственный университет народного хозяйства» (г. Махачкала, Россия)
1 natasha07_2002@mail.ru, 2 zoone@mail.ru, 3 arslan_mustafaev@mail.ru

Постановка проблемы. При воздействии электронного луча на поверхность полупроводниковой пластины при электронной литографии возникают дефекты в полупроводниковых и диэлектрических материалах, которые ухудшают характеристики формируемых приборов. Электрические свойства легированных слоев зависят и от так называемых радиационных структурных дефектов, которые возникают при бомбардировке поверхности полупроводника электронами. Эти дефекты создают вблизи поверхности полупроводника сильно разупорядоченные области.

Цель. На основе многослойного резиста с промежуточным слоем из тугоплавкого металла разработать конструктивно-технологическое решение для снижения радиационных дефектов, возникающих при электронной литографии.

Результаты. В работе исследованы плотности положительно заряженных и нейтральных ловушек в окисле методом лавинной инжекции. Определена зависимость положительного заряда в МДП-структуре от толщины металлического слоя. Установлено, что наиболее подходящим материалом является вольфрам. Показана эффективность применения многослойного резиста с промежуточным слоем из тугоплавкого металла с целью уменьшения радиационных дефектов МДП-структур.

Практическая значимость. Разработанная технология снижения радиационных дефектов на основе многослойного резиста и промежуточного слоя металла позволит получать полупроводниковые устройства с улучшенными электрофизическими параметрами.

Черкесова Н.В., Мустафаев Г.А., Мустафаев А.Г. Снижение радиационных дефектов в МДП-структурах применением многослойного резиста на основе тугоплавкого металла // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век. 2025. Т. 17. № 4.
С. 46–50. DOI: https://doi.org/ 10.18127/ j22250980-202504-05

1. Shaneyfelt M.R., Schwank J.R., Dodd P.E., Hill T.A., Dalton S.M., Swanson S.E. Effects of Moisture on Radiation-Induced Degradation in CMOS SOI Transistors. IEEE Transactions on Nuclear Science. 2010. V. 57. № 4. P. 1777–1780. DOI: 10.1109/TNS.2010.2041469.
2. Lincoln P. Challenges in scalable fault tolerance. 2009 IEEE/ACM International Symposium on Nanoscale Architectures, San Francisco. 2009. P. 13–14. DOI: 10.1109/NANOARCH.2009.5226360.
3. Goyal N., Kaushik N., Jawa H., Lodha S. Effect of electron beam irradiation on black phosphorus field effect transistor performance. 2017 75th Annual Device Research Conference (DRC). South Bend. 2017. P. 1–3, DOI: 10.1109/DRC.2017.7999487.
4. Barnaby H.J., McLain M.L., Esqueda I.S., Xiao Jie V. Modeling Ionizing Radiation Effects in Solid State Materials and CMOS Devices. IEEE Trans. on Circuits and Systems I. 2009. V. 56. Р. 1870–1833.
5. Мустафаев Г.А., Мустафаев А.Г., Черкесова Н.В. Распределение заряда в системе Al2O3 – SiO2 при воздействии ионизирующих излучений // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2021. № 13. С. 329–337.
6. Зайцев H.A., Красников Г.Я., Огурцов О.Ф. Зарядовые состояния МОП-структур // Электроника: Наука, технология, бизнес. 2002. № 1. С. 64–65.
7. Qiu Y., Wang R., Ji J., Huang R. Deep understanding of oxide defects for stochastic charging in nanoscale MOSFETs. 2014 Silicon Nanoelectronics Workshop (SNW), Honolulu. 2014. P. 1–2. DOI: 10.1109/SNW.2014.7348569.
8. Hughes H.L., Benedetto J.M. Radiation effects and hardening of MOS technology: devices and circuits. IEEE Transactions on Nuclear Science. June 2003. V. 50. № 3. P. 500–521. DOI: 10.1109/TNS.2003.812928.
9. Tseng A.A., Kuan Chen, Chen C.D., Ma K.J. Electron beam lithography in nanoscale fabrication: recent development. IEEE Transactions on Electronics Packaging Manufacturing. 2003. V. 26. № 2. P. 141–149. DOI: 10.1109/TEPM.2003.817714.
10. Zhang W., Potts A., Bagnall D.M., Davidson B.R. Large area all-dielectric planar chiral metamaterials by electron beam lithography. J. Vac. Sci. Technol. B. 2006. V. 24. № 3. P. 1455–1459.
11. Itsumi M. Electron trapping in thin films of thermal SiO2 at temperatures between 30 and 300 K. J. Appl. Phys. 1983. V. 54. № 4.
    P. 1930–1936.
12. Schwank J.R. et al. Radiation Effects in MOS Oxides. IEEE Transactions on Nuclear Science. Aug. 2008. V. 55. № 4. P. 1833–1853. DOI: 10.1109/TNS.2008.2001040.
13. Mustafaev G.A., Khasanov A.I., Cherkesova N.V., Mustafaev A.G. Technology for the formation of refractory metals for micro- and nanoelectronics products. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. P. 012048. DOI. 10.1088/1757-899X/905/1/012048.