САМОСОВМЕЩЕННЫЙ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР С ЭЛЕКТРОДАМИ ИЗ LaNiO3

На сегодняшний день производственными мощностями по производству сегнетоэлектрических запоминающих устройств обладают только три компании - две японских (Lapis, Futjitsu) и одна американская (Texas Instruments). В существующих техпроцессах формирования сегнетоэлектрических конденсаторов ячеек памяти сегнетоэлектрических запоминающих устройств используются литографические процессы, при этом необходимо использовать как минимум две литографические маски с применением множества промежуточных стадий. Стоимость литографических масок, в зависимости от технологических норм производства, может варьироваться от десятков тысяч до миллионов долларов США. Сложность используемых технологических процессов заключается в необходимости проведения всего цикла литографии для каждой отдельной составляющей конденсатора - нижней обкладки, сегнетоэлектрического слоя и верхнего электрода. Данная особенность значительно удорожает сам процесс производства, а также негативно сказывается на характеристиках конечных структур. Использование разрабатываемого метода формирования с использованием процессов самосовмещения позволит сократить количество необходимых литографических масок до одной и формировать сегнетоэлектрические многослойные структуры в едином цикле с последующей их планаризацией. В свою очередь, применение процессов самосовмещения должно позволить устранить значительную часть промежуточных стадий формирования отдельных слоев, применяемых в литографическом методе. Процессы самосовмещения широко применяются в полупроводниковом производстве микро- и наноэлектроники, однако они не применяются для создания сегнетоэлектрических элементов. Разрабатываемый техпроцесс позволит создавать многослойные сегнетоэлектрические структуры не только значительно сократив финансовые издержки (до 60%), но и, в зависимости от их конечного применения, позволит варьировать их размеры от десятков-единиц микрон до сотен нанометров (то есть латеральные размеры сегнетоэлектрических элементов могут лежать в диапазоне сотен нанометров до десятков микрометров, при этом толщина данных элементов не будет превышать единиц микрометров). Помимо этого, использованием различных материалов в качестве подслоев сегнетоэлектрического элемента возможно варьирование его конечных свойств для применения в различных областях: устройствах памяти, микроэлектромеханических системах, оптоэлектронных устройствах, сверхвысокочастотной электронике. Разрабатываемый технологический процесс может быть интересен производителям полупроводниковой электроники, так как процесс полностью совместим с классической технологией производства и может быть внедрен в неё без крупных вложений. Стоимость процесса значительно зависит от технологических норм производства, уменьшение которых приводит практически к экспоненциальному её росту. Однако даже без учета стоимости промежуточных стадий производства многослойных сегнетоэлектрических структур конечная стоимость устройств, производимых предлагаемым способом, будет меньше на 50%.