Разработка физико-химических основ плазмохимического получения тонких пленок оксида галлия для устройств микроэлектроники c высокой потребляемой мощностью и УФ-диодов Шоттки

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-19-00510

НазваниеРазработка физико-химических основ плазмохимического получения тонких пленок оксида галлия для устройств микроэлектроники c высокой потребляемой мощностью и УФ-диодов Шоттки

Руководитель Мочалов Леонид Александрович, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" , Нижегородская обл

Конкурс №35 - Конкурс 2019 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-710 - Новые материалы для наноэлектронных приборов

Ключевые слова оксид галлия, тонкие пленки, устройства микроэлектроники, диоды Шоттки, осаждение из газовой фазы

Код ГРНТИ29.19.16

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В настоящее время разработка фундаментальных научных и технологических основ получения современных полупроводниковых материалов на основе оксида галлия является одной из наиболее востребованных и перспективных задач. В данном проекте планируется разработать принципиально новый метод плазмохимического осаждения из газовой фазы (PECVD) для синтеза тонких пленок и роста эпитаксиальных слоев Ga2O3 из элементарного высокочистого Ga в сложных газовых плазмообразующих смесях типа (аргон-кислород-галоген) и (аргон-гелий-галоген), избегая, тем самым, сложных металлорганических реакций, обычно используемых в традиционных CVD-процессах, для достижения наилучшей чистоты и, в конечном итоге, наибольшей подвижности электронов в материале. Предлагаемый технологический подход будет экономически эффективным и масштабируемым, увеличивая тем самым как научную, так и технологическая значимость проекта. Фундаментальные свойства слоев Ga2O3, легированных различными допирующими элементами, также еще не до конца изучены и не совсем понятны с точки зрения фундаментальной науки. Поэтому, эта тема также представляет собой интересную как научную задачу, так и прикладную задачу. Мы намерены получить тонкие пленки и слои Ga2O3 высокого кристаллического совершенства, исследовать и контролировать электрические свойства полученных материалов, а также провести фундаментальные исследования механизмов компенсации и пределов подвижности электронов. Это будет сделано путем применения современных физических методов исследования и характеризации этих материалов. В заключительной фазе проекта мы намерены продемонстрировать некоторые прототипы устройств на основе Ga2O3, полученного новым методом – плазмохимическим осаждением из газовой фазы при пониженном давлении в ВЧ разрядах различных типов – емкостном, индукционном, смешанном, используя при этом сложные плазмообразующие газовые смеси.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Логунов А.А., Мочалов Л.А., Гогова Д.С., Воротынцев В.М. Synthesis of gallium oxide from the elements at rf plasma discharge in the argon-oxygen mixture IEEE Computer Society (год публикации - 2019)
10.1109/ICTON.2019.8840331

2. Мочалов Л.А., Логунов А.А., Гогова Д.С., Вороиынцев В.М. A method for deep purification of iodine for semiconductor applications IEEE Computer Society (год публикации - 2019)
10.1109/ICTON.2019.8840200

3. Мочалов Л.А., Логунов А.А., Китнис А.И., Воротынцев В.М. Plasma-Chemistry of Arsenic Selenide Films: Relationship Between Film Properties and Plasma Power Springer New York LLC (год публикации - 2019)
10.1007/s11090-019-10035-4

4. Мочалов Л.А., Логунов А.А., Гогова Д.С., Воротынцев В.М, Юнин П.А., Пахомов Г.Л. Plasma-chemical purification of iodine Elsevier B.V. (год публикации - 2020)

5. Мочалов Л.А., Логунов А.А., Сазанова Т.С., Гогова Д.С., Зеленцов С.В., Юнин П.А., Прохоров И.О., Малышев В.М., Воротынцев В.М. Gallium oxide films prepared by oxidation of gallium in oxygen-hydrogen plasma 22nd International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), 22nd International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), Bari, Italy, 2020, pp. 1-4, doi: 10.1109/ICTON51198.2020.9203286. (год публикации - 2020)
10.1109/ICTON51198.2020.9203286

6. Мочалов Л.А., Лонунов А.А., Гогова Д.С., Зеленцов С.В., Прохоров И.О., Старостин Н.В., Летнянчик А.А., Воротынцев В.М. Synthesis of gallium oxide via interaction of gallium with iodide pentoxide in plasma Optical and Quantum Electronics, Opt Quant Electron 52, 510 (2020). https://doi.org/10.1007/s11082-020-02625-w (год публикации - 2020)
10.1007/s11082-020-02625-w

7. Мочалов Л.А., Логунов А.А., Воротынцев В.М. Preparation of gallium of the special purity for semiconductors and optoelectronics Separation and Purification Technology (год публикации - 2020)
10.1016/j.seppur.2020.118001

8. Мочалов Л.А., Логунов А.А., Кудряшов М.А., Прохоров И.О, Сазанова Т.С., Юнин П.А., Пряхина В.И., Воротынцев И.В., Малышев В.М., Поляков А.Я., Пиртон С.Дж. Heteroepitaxial growth of Ga2O3thin films of various phase composition by oxidation of Ga in hydrogen-oxygen plasmas The Electrochemical Society ("ECS"). Published on behalf of ECS by IOP Publishing Limited, Том 10, Выпуск 72021, Номер статьи 073002 (год публикации - 2021)
10.1149/2162-8777/ac0e11

9. Мочалов Л.А., Логунов А.А., Кудряшов М.А. Plasma-chemical deposition of gallium oxide layers by oxidation of gallium in the hydrogen-oxygen mixture IOP Publishing Ltd, Том 1967, Выпуск 113, Номер статьи 012037 (год публикации - 2021)
10.1088/1742-6596/1967/1/012037

10. Мочалов Л.А., Логунов А.А., Прохоров И.О. Gallium oxide thin films synthesis in different phase composition by gallium interaction with oxygen in oxygen-hydrogen plasma on silicon substrates IOP Publishing Ltd, Том 1967, Выпуск 113, Номер статьи 012036 (год публикации - 2021)
10.1088/1742-6596/1967/1/012036

11. Мочалов Л.А., Логунов А.А., Прохоров И.О., Кудряшов М.А. Гетероэпитаксиальный плазмохимический синтез тонких пленок оксида галлия IX Международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии. (13 – 17 сентября 2021 г., Иваново, Россия): cборник трудов/ Иван. гос. хим.-технол. ун-т. - Иваново, 2021. – 114 с., УДК 533.9 + 541.1 Proceedings of the IX International Symposium on Theoretical and Applied Plasma Chemistry (September 13–17, 2021. Ivanovo, Russia). Published by Ivanovo State University of Chemistry and Technology, Ivanovo, Russia, 2021 - 114 p. (год публикации - 2021)

Публикации