0750-2-opreview (Разработка технологии скоростного глубокого плазмохимического травления монокристаллического кварца, карбида кремния и ниобата лития при малой мощности)

В диссертационный совет № Д 212.229.02 ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого ОТЗЫВ официального оппонента на диссертацию Осипова Артема Арменаковича на тему: «Разработка технологии скоростного глубокого плазмохнмического травления монокристаллического кварца, карбида кремнии и ниобата лития при малой мощности», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.27.06 «Технология и оборудование для производства полупроводниковых приборов, материалов и приборов электронной техники» Акту альносты емы диссертации Начиная с середины 70-х годов прошлого столетия обработка материалов в газоразрядной плазме становится объектом пристального внимания ученых всего мира и начинает активно внедряться в производственные циклы предприятий, занимающихся выпуском изделий микроэлектроники.

К настоящему времени плазмохимическое травление стало одним из основных способов формирования трехмерного микрорельефа на поверхности полупроводников и диэлектриков. Несмотря на достигнутые успехи., сложность и многообразие физико-химических процессов, протекающих в плазме и при взаимодействии плазмы с поверхностью материала, пе позволили до настоящего времени полностью реализовать все преимущества этой технологии. В частности, плазмохимическое травление, несмотря на все свои преимущества перед традиционными юкидкостными» методами, такими, как повышенная разрешающая способность, высокая селективность и анизотропия, более высокий уровень безопасности и экологической чистоты производства и т.д., не всегда отвечает всем требованиям промьшшснности по своей производительности и себестоимости, В связи с этим, изучение физико-химических закономерностей процесса плазмохимического травления и разработка на этой основе эффективных технологических процессов поверхностного локального травления материалов электронной техники, безусловно является актуальной задачей, особенно в условиях повышенной конкуренции за обладание передовыми инновационными технологиями.

Основные научные результаты диссертации и их значимость для науки и производсгва Актуальность темы диссертации и результаты широкого спектра исследований, проведенных диссертантом в области выявления основных физико-химических закономерностей процессов плазмохимического травления мало изученных материалов таких, как монокристаллические карбид кремния, ниобат лития и кварц, обуславливают научную новизну и практическую значимость диссертационной работы.

Среди основных результатов автора особо хотелось бы подчеркнуть следующие: диссертантом создана оригинальная экспериментальная установка плазмохимического травления, отличающаяся высокой гибкостью как по отношению к обрабатываемому материалу, так и в плане возможности варьирования в широких пределах основных операционных параметров, включая температуру подложки; А.А.Осипову удалось выявить характер влияния основных технологических параметров на скорость травления и геометрические характеристики профиля локально вытравливаемой области и объяснить полученные результаты с учетом современных представлений о физико-химических особенностях процессов взаимодействия низкотемпературной плазмы с поверхностью конденсированных материалов; на основе результатов исследования закономерностей процессов плазмохимического травления диссертант разработал основы технологических процессов травления монокристаллических кварца, карбида кремния и ниобата лития с использованием ВЧ генератора пониженной мощности, которые по своей производительности являются конкурентоспособными по отношению к использующимся в настоящее время па производстве процессам плазмохимического травления; — особый научный и практический интерес представляют результаты исследования термоактивированных процессов плазмохимического травления„на основании которых автор сформулировал рекомендации по их использованию для финишной полировки карбида кремния, Конструкторские решения, предложенные А.А.

Осиповым при создании экспериментальной установки, и методические подходы к оптимизации технологических процессов плазмохимического травления, представляют большой интерес для специалистов научных и производственных предприятий и организаций, занимакнцихся разработкой современного технологического оборудования и технологий плазмохимического травления различных материалов, применяемых в микроэлектронике и микросистемой технике, а также других смежных областях.

Полученные автором новые данные о возможностях термостимулированного плазмохимического травления материалов электронной техники в газоразрядной плазме открывают широкие возможности для разработки и создания высокопроизводительных процессов обработки материалов, не имеющих аналогов в мировой практике. Практическая значимость результатов диссертации Практическая значимость работы автора заключается в создании прототипа промышленной установки плазмохимического травления с источником индуктивно связанной плазмы, методических наработках по созданию оптимизированных процессов травления, рекомендациях по использованию термостимулированных процессов обработки материалов в газоразрядной плазме и разработке основ технологий глубокого высокоскоростного травления монокристаллического кварца, карбида кремния и ниобата лития. Особо хочется подчеркнуть, что разработанные технологии прошли успешное опробование в условиях промышленного производства при изготовлении ряда микроэлектронных приборов и изделий микросистемной техники.

Рекомендации по использованию результатов диссертации Практические результаты диссертационной работы А.А. Осипова могут быть рекомендованы для использования на специализированных предприятиях РФ, занимающихся выпуском изделий электроники, микросистемвой техники, полупроводниковых изделий таких, как АО «Светлана-Электронприбор» (г. СанктПетербург), АО «НПП «Радар ммс» (г. Санкт-Петербург), АО «Ангстрем» (г. Москва, Зеленоград) и т.д., а так же могут представлять интерес для специалистов, занимающихся разработкой соответствующего оборудования и технологий. Научные результаты диссертационного исследования могут быть использованы в учебном процессе в высших учебных заведениях при подготовке специалистов по направлениям: технология материалов и изделий микросистемной техники, материаловедение наноматериалов и компонентов электронной техники, интегральная электроника и наноэлектроника, физика плазмы, интегральная электроника и микросистемотехника и др.

Обоснованность результатов диссертационного исследования подтверждается: — использованием современного оборудования для анализа результатов травления; воспроизводимостью результатов выполненных экспериментов; отсутствием противоречий в выводах автора при их сопоставлении с работами других ученых; - успешной апробацией разработанных автором оптимизированных процессов на предприятиях г. Санкт-Петербурга; - достаточно полной апробацией результатов исследования на разнообразных российских и международных конференциях, совещаниях и семинарах; - публикацией материалов исследования в 9-и научных работах„4 из которых опубликованы в изданиях, включенных ВЛК Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в перечень российских и зарубежных рецензируемых научных журналов для опубликования основных результатов исследований квалификационных работ.

Замечания по диссертации В качестве замечаний следует заметить; В работе слабо отражены аспекты, связанные с подготовкой образцов к травлению, включая процессы нанесения материалов маски и фотолитографии. В частности, не понятно чем обусловлен выбор металлов многослойной маски Сг/Си/%, изображенной на рис.

3.2 (стр. 66). Также отсутствует информация об исходной геометрии маски, которая могла бы быть полезной для подтверждения высказанных в работе предположений о «растраве» в результате химического травления бйС с прибли>кением подложкодержателя к области плазмы (рис. 4.8) и размытия границ травления?лЬ(ЬОз за счет уменьшения вклада физической составляющей травления с удалением подложкодер>кателя (рис.

5.8). Не совсем понятно приведенное на стр. >32 обьяснение замедления процесса травления Ь|ХЬОз за счет формирования более толстого слоя >лР. В случае формирования сплошного слоя нелетучего соединения ЫГ, который не удаляется за счет воздействия ионов (физической составляющей травления), процесс травления должен резко замедлиться до полной остановки. Помимо достижения максимальной скорости травления в постановке задачи не отражены явным образом основные требования к образцам, исходя из которых, необходимо проводить разработку и оптимизацию технологии травления.

Например, при разработке процесса сквозного травления шероховатость дна травления не должна иметь значение в отличие от гладкости и угла наклона стенок. Официальный оппонент, д. г. н., доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории возобновляемых источников энергии центра нанотехнологий СПбАУ РАН Гудовских Александр Сергеевич «~з» гас~я Почтовый идрвс: Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования и науки «Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет Российской академии наук», 194021, г. Санкт-Петербург, ул.

Хлопина, д.8, к. 3 А, тел. 88122474468, е-тпа11; 8идочзкйЬ©зрЬац.гц Подпись официального оппонента д.т.н. в.н.с. Гудовских А.С. заверяю; Ученый секретарь Ученого совета:,' А«ам «у р ~в'"- .' ' ' Ъ: профессор Л.А. Л„„„,~ Общее заключение по диссертации Диссертационная работа Осипова Артема Арменаковича «Разработка технологии скоростного глубокого плазмохимического травления монокристаллического кварца, карбида кремния и ниобата лития при малой мощности» является завершенной научно-квалификационной работой, которая по критериям актуальности, научной новизны, обоснованности и достоверности выводов соответствует пп..