Разработка и исследование численной модели широкоапертурного плазменно-пучкового источника низкоэнергетичных ионов для технологии прецизионного атомно-слоевого травления поверхности материалов наноэлектроники.

Одним из актуальных направлений развития современных цифровых технологий широкого применения является одновременное снижение энергопотребления и размеров наноэлектронных устройств. В настоящее время в данном направлении активно разрабатываются компактные многослойные микро и наноэлектронные устройства хранения и обработки больших данных с использованием технологий флеш-памяти. В их основе лежит 3D масштабирование компонент наноэлектроники путем сочетания нанесения сверхтонких пленок и технологии их прецизионного контролируемого травления для формирования объемных 3D структур. Уникальными возможностями для этих целей обладают плазменные технологии атомно-слоевого осаждения (АСО) и атомно-слоевого травления (АСТ), которые позволяют управлять свойствами поверхности на уровне отдельных атомарных и молекулярных слоев. Разработка для этих целей широкоапертурного источника низкоэнергетичных ионных потоков является чрезвычайно актуальной задачей. Разработка численной модели таких источников низкоэнергетичных ионных потоков (с энергией ионов около 1 эВ) позволит оптимизировать характеристики источника потоков ионов для прецизионного травления отдельных атомарных или молекулярных слоев поверхности материала, что является ключевым аспектом технологии АСТ. В данном проекте впервые будет поставлена задача построения математической модели кинетики формирования плазменно-пучкового разряда плоской конфигурации в аргоне с использованием ленточных электронных пучков, генерируемых непосредственно в газовой среде в процессе наносекундного электрического пробоя газа. Планируется исследование особенностей: динамики формирования и распространения протяженных ионизационных фронтов в зависимости от профиля поверхности катода, давления газа, средней энергии пучковой составляющей электронной компоненты разряда; определение оптимальных условий формирования «плазменного листа» над поверхностью материала для травления; исследование влияния диэлектрических стенок, ограничивающих разряд, на величину электрического потенциала вблизи границы материала для травления поверхности; исследование влияния внешнего магнитного поля, а также геометрических размеров полости в катоде на пространственную структуру «плазменного листа» над поверхностью материала для травления поверхности. Планируется определение оптимальных условий использования «плазменного листа» над поверхностью материала в качестве источника низкоэнергетичных ионных потоков с энергией ионов около 1 эВ. Полученные результаты позволят создать плазменный источник низкоэнергетичных ионов для прецизионной технологии атомно-слоевого травления поверхности материалов наноэлектроники.