Учеными Санкт-Петербургского электротехнического университета «ЛЭТИ» запатентован уникальный способ герметизации поверхности нанопористых материалов методом молекулярного наслаивания. Он подходит для создания наноразмерных интегральных схем нового поколения. Патент выдан Европейским патентным ведомством 29 августа 2018 года. Ранее совместная разработка российских и бельгийских ученых была запатентована в США.

В современной электронике широкое распространение в качестве изолятора получил диоксид кремния. Однако текущие технологии упираются в фундаментальные ограничения, которые можно преодолеть только переходом к новой технологической базе. Одним из ее элементов должно стать использование материалов с низкой (относительно диоксид кремния) диэлектрической проницаемостью. Такие вещества специалисты называют low-κ диэлектрики.

Сотрудниками Центра микротехнологии и диагностики СПбГЭТУ «ЛЭТИ» был выполнен комплекс работ совместно с Межвузовским центром микроэлектроники IMEC (Бельгия) в рамках проведения исследований по формированию нанослоевых органических композиций на основе жесткоцепных полиимидов методом молекулярного настаивания из жидкой фазы и их модификации.

В коллаборации с европейскими партнерами петербургские ученые реализовали пилотный проект «Молекулярное самоорганизующееся запечатывание ультратонких low-κ диэлектриков для формирования наноэлектронных приборов». Целью проекта стала разработка метода подавления нанопористости low-κ диэлектрика, используемого в качестве межслоевой изоляции в новом поколении интегральных микросхем с наноразмерными топологическими нормами. Ученым удалось разработать уникальный метод, основанный на планаризации поверхности и закрытии нанопор без их заполнения диэлектриком с использованием жесткоцепных полиимидов, наносимых по технологии Ленгмюра — Блоджетт.

«Метод Ленгмюра — Блоджетт успешно развивается в ЛЭТИ на протяжении более 20 лет, — говорит один из авторов разработки Виктор Лучинин. — Первоначально сотрудниками университета была создана специализированная установка, которая позволяет проводить эксперименты в области молекулярного наслаивания. В настоящее время ей на смену пришла аппаратура фирмы KSV. В проекте также использовалось оборудование молекулярной химической сборки финской фирмы «Beneq», которая в 2013 году открыла на базе СПбГЭТУ совместную научную лабораторию».

Преимущества новой технологии для применения в наноэлектронике очевидны: получаемый нанослоевой планаризирующий изолирующий слой удовлетворяет требованиям к предельно допустимой толщине диэлектрика, не оказывает повреждающего воздействия на всю структуру и обеспечивает требуемые частотные свойства. Благодаря использованию предложенного способа стало возможным наращивать быстродействие и плотность упаковки интегральных схем нового поколения.