научный журнал по электронике и радиотехнике Микроэлектроника ISSN: 0544-1269

ЖУКОВ В.А., КАЛБИТЦЕР З. — 2011 г.

Рассматриваются преимущества использования в ионной микроскопии пучков сфокусированных ионов Xe+, полученных из суперострийных источников с полевой ионизацей (GFIS*), по сравнению с традиционными источниками различных ионов. В частности, более высокая рабочая температура суперострийных источников ионов Xe+ с полевой ионизацией газа, а так же более высокие значения сечений взаимодействия ионов Хе+ с различными твердыми мишенями являются значительным техническим преимуществом. Оцениваются свойства сфокусированных ионных пучков Хе+ с особым акцентом на оптимизацию ионно-оптических систем микроскопов. Специально рассматриваются возможности нано модификации (IBMM) и элементного анализа (IBMA) материалов с помощью пучков ионов Xe+.

ГЛАДЧЕНКОВ Е.В., КАРАСЁВ В.Ю., ПИНТУС С.М. — 2011 г.

Рассмотрены проблемы обработки алмаза при создании изделий микроэлектроники. Изложены основные положения новой физической модели волнового возмущения кристаллов алмаза при их механической обработке по специальным алгоритмам. Показана принципиальная возможность реализации волнового процесса при движении обрабатывающего инструмента по поверхности кристалла с точки зрения динамики сплошной изотропной среды. Рассмотрен механизм нанокластерного удаления материала и производство энтропии в условиях квантово-размерного поглощения волновой энергии, излучаемой системой источников. Получено соотношение, определяющее функциональную взаимосвязь между производством энтропии и средней величиной шероховатости обрабатываемой поверхности.

БРИНКЕВИЧ Д.И., ОДЖАЕВ В.Б., ПЕТЛИЦКИЙ А.Н., ПРОСОЛОВИЧ В.С. — 2011 г.

Методами измерения спектров ИК поглощения, микроиндентирования и селективного травления исследованы свойства кремния (М–Si), полученного по методу Чохральского при наложении на расплав вертикального магнитного поля напряженностью 0.05 Тл. Обнаружен эффект увеличения концентрации междоузельного кислорода в процессе термообработки М–Si. Показано, что микротвердость М–Si выше (на 8 %), чем у кремния, выращенного традиционным методом Чохральского. Особенности поведения М–Si обусловлены формированием в процессе выращивания кислородсодержащих дефектно-примесных комплексов. В процессе термообработки при 900°С в протоке водорода указанные комплексы распадаются с выделением междоузельного кислорода, что способствует подавлению эффекта термического упрочнения, характерного для монокристаллов кремния, полученных традиционным методом Чохральского.

ЦУКАНОВ А.В. — 2011 г.

Во второй части нашего обзора мы акцентируем внимание читателя на таких актуальных проблемах современной физики, как использование сверхпроводников в квантовой информатике и когерентный контроль состояния мезоскопических систем.

ДУНАЕВ А.В., ЕФРЕМОВ А.М., КАПИНОС С.П., ПИВОВАРЁНОК С.А., СВЕТЦОВ В.И. — 2011 г.

Хлорсодержащие газы широко применяются в травлении ряда материалов. Хлористый водород – один из перспективнейших в данной области. В статье проведено исследование травления арсенида галлия в плазме последнего методом эмиссионной спектроскопии. Весь спектр излучения газа представлен только атомарными компонентами. Возбуждение атомов осуществляется электронным ударом, а их гибель – излучательной деактивацией. Контроль процесса травления можно осуществлять спектрально по интенсивностям монохлорида и резонансным линиям галлия. Для спектральных (как и для гравиметрических) кинетических кривых травления арсенида наблюдался индукционный период ( 1мин), который отсутствовал для образцов, уже повергавшихся травлению.

АТКИН Э.В., ВОРОНИН А.Г., КЛЮЕВ А.Д., КУДРЯШОВ И.А., ПОДОРОЖНЫЙ Д.М., СИЛАЕВ А.С., ФЕДЕНКО А.Ю., ШУМИХИН В.В. — 2011 г.

Рассматриваются основные результаты проектирования 32-х канальной интегральной микросхемы для микрополосковых детекторов проекта Роскосмоса “Нуклон”. Микросхема реализована по 0.35 мкм КМОП технологии компании AMIS (Бельгия). Приведено описание интегральной микросхемы, ее основные электрические параметры, особенности схемотехники и топологии кристалла. В микросхеме достигнуты рекордные параметры по динамическому диапазону считываемых сигналов (более 100 пКл) при емкости детектора до 100 пФ.

ГОРЛОВ М.И., ЗОЛОТАРЕВА Е.А., СМИРНОВ Д.Ю. — 2011 г.

Рассматриваются способы разделения полупроводниковых приборов (ПП) по надежности с использованием параметров низкочастотного (НЧ) шума при воздействии рентгеновского облучения. Предложены различные способы разделения ПП по надежности в зависимости от их конструкционных особенностей.

АЛЕКСЕЕВ И.М., МАХВИЛАДЗЕ Т.М., МИНУШЕВ А.Х., САРЫЧЕВ М.Е. — 2011 г.

На основе термодинамического подхода развита модель, описывающая влияние точечных дефектов на величину работы разделения интерфейсов твердотельных материалов. Модель использована для анализа ситуации, когда соединенные материалы содержат точечные дефекты в виде примесных атомов. Проведено численное моделирование зависимости работы разделения соединенных твердотельных материалов от концентрации содержащихся в их объемах атомарных примесей при различных температурах и в широкой области параметров. Полученные результаты показывают, что в некоторых областях параметров возможно упрочнения интерфейса или ослабления его прочности. Интерфейс может также оказаться в состоянии, когда термодинамически выгоднее спонтанное расслоение. Эти эффекты могут быть применены для управления адгезионными свойствами многослойных систем.

ВАГАНОВА Е.И., МИРОНЕНКО А.А., ПАПОРКОВ В.А., ПРОКАЗНИКОВ А.В., РУДЫЙ А.С., РУДЬ Н.А. — 2011 г.

Предложен способ создания наноструктурированных объектов, который увеличивает эффективность исследуемой фотоэлектрической системы, используемой в преобразовании энергии электромагнитного излучения в электрическую. Способ основан на формировании на основе приповерхностного слоя пористого кремния металлических наноточек, концентрирующих энергию электромагнитного излучения за счет локализованных плазмонных мод.

ВЛАДИМИРОВ В.М., КОННОВ В.Г., МАРКОВ В.В., РЕПИН Н.С., ШЕПОВ В.Н. — 2011 г.

Кратко описан оригинальный управляемый СВЧ-модуль для бесконтактного измерения параметров полупроводников. Модуль позволяет в автоматическом режиме контролировать изменение частоты, амплитуды, добротности и формы резонансной кривой СВЧ-резонатора при нагружении его на измеряемый полупроводник. Приведены результаты применения СВЧ-модуля для измерений времени жизни неравновесных носителей заряда в пластинах монокристаллического и мультикристаллического кремния.

БОГОЯВЛЕНСКАЯ Е.А., ДЕНИСЕНКО Ю.И., НАУМОВ В.В., РУДАКОВ В.И. — 2011 г.

Представлены результаты рентгеноструктурных исследований и вольтамперных измерений структур HfO2/Si (100). Пленки HfO2 толщиной 50 нм были нанесены на подложку Si методом высокочастотного магнетронного распыления в аргоновой плазме и подвергнуты быстрому термическому отжигу при температурах 500, 700 и/или 800° в атмосфере Ar или O2. Показано, что в результате отжига пленки HfO2 становятся поликристаллическими. Присутствие в них различных кристаллических фаз и вид ВАХ тестовых структур Al/HfO2/Si (100) сильно зависят от условий роста и газовой среды при быстрой термической обработке. Установлено, что наиболее высокими пробивными напряжениями обладают пленки HfO2, нанесенные при ВЧ-смещении на подложке в процессе роста, равном –7 В, и прошедшие затем быструю термическую обработку в атмосфере O2 при 700°.

ЗВЕРЕВ А.В., КУРОЧКИН В.Л., КУРОЧКИН Ю.В., НЕИЗВЕСТНЫЙ И.Г., РЯБЦЕВ И.И. — 2011 г.

Представлен краткий обзор экспериментальных работ в области квантовой криптографии. Приводится описание экспериментальных установок по распределению квантового ключа через воздушный промежуток и по оптоволоконной линии связи, созданных в ИФП СО РАН. Представлены результаты исследования параметров квантовой эффективности, вероятности появления послеимпульсов и уровня шумов для различных режимов работы InGaAs-InP лавинных фотодиодов.

ГЕРАСИМЧУК О.А., ЕПИФАНЦЕВ К.А., ПАВЛОВА Т.В., СКОРОБОГАТОВ П.К. — 2011 г.

На основании двумерного численного электротеплового моделирования определены зависимости характера нагрева элементов КМОП-микросхем, выполненных по технологии “кремний-на-сапфире” (КМОП/КНС), при воздействии одиночных импульсов напряжения (ОИН). Результаты экспериментов на КМОП/КНС-микросхемах подтвердили адекватность разработанной численной модели разогрева тонких структур под действием ОИН. Они подтвердили, что зависимость уровня импульсной электрической прочности (ИЭП) от длительности ОИН для КМОП/КНС-микросхем слабее, чем для КМОП-микросхем объемной или эпитаксиальной технологий.

ЕФРЕМОВ А.М., СВЕТЦОВ В.И., ЮДИНА А.В. — 2011 г.

Проведено исследование влияния начального состава смеси HCl H2 на стационарные параметры и состав плазмы тлеющего разряда постоянного тока (p = 40–200 Па, ip = 15–35 мА). Получены расчетные данные по энергетическим распределениям электронов, интегральным характеристикам электронного газа и составу плазмы. Показано, что разбавление HCl водородом не сопровождается заметным изменением как эффективности процессов при электронном ударе, так и интенсивности ионной бомбардировки поверхности, контактирующей с плазмой.

2010

КУДРЯВЦЕВ С.Е., ЛЕВИН В.Л., МОРДВИНЦЕВ В.М., ЦВЕТКОВА Л.А. — 2010 г.

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния давления воздуха и длительности импульса напряжения на вольт-амперные характеристики и стабильность процесса переключения в электроформованных открытых “сэндвич”-структурах Si SiO2 W. Показано, что механизмом исчезновения частиц проводящей фазы (ЧПФ), образованных при электроформовке из поверхностных слоев диоксида кремния, является повторное окисление их (атомов кремния) кислородом из газовой фазы над структурой. При этом ширина изолирующего зазора в проводящей среде, сформированной из ЧПФ, который задает проводимость электроформованной структуры, определяется балансом процессов образования ЧПФ под действием потока электронов и их термически активируемого исчезновения, сдвигающегося в сторону последнего при увеличении давления кислорода в газовой фазе. Продемонстрировано наличие оптимального давления, при котором предельное количество циклов перезаписи элемента памяти на основе структуры Si SiO2 W максимально и может достигать 106 в случае использования коротких управляющих импульсов напряжения.

ЕФРЕМОВ А.М., СВЕТЦОВ В.И., СМИРНОВ А.А. — 2010 г.

Проведено модельное исследование влияния начального состава смесей HBr/Ar и HBr/He на стационарные параметры и состав плазмы тлеющего разряда постоянного тока (p = 30–250 Па, ip = 20 мА). Получены расчетные данные по энергетическим распределениям электронов, интегральным характеристикам электронного газа, а также концентрациям нейтральных и заряженных частиц. Показано, что основные эффекты влияния начального состава смеси на концентрации активных частиц связаны с изменением электрофизических параметров плазмы.

БАБИЧ А.В., БАГИНСКИЙ А.М., КРАВЦОВА А.Г., НАГОРНАЯ Н.Н., ПОГОСОВ В.В. — 2010 г.

Исследовано влияние уширения уровней электрода-нанодиска на характер вольт-амперной характеристики трехэлектродной структуры. Оценка уширения для электронных уровней в дискообразных золотых кластерах основана на туннельном эффекте локализованных электронов при наличии напряжения смещения и наличия кулоновской блокады. При низких температурах эффект уширения приводит к сильной сглаженности вольт-амперной характеристики даже в структурах на кластерах, состоящих из десятков атомов, что и наблюдается в экспериментах.

ОВЧАРОВ В.В., ПРИГАРА В.П., РУДАКОВ В.И. — 2010 г.

Исследовано влияние шероховатой поверхности кремниевой пластины на ее температуру при облучении потоком некогерентного излучения. Экспериментально получены температурно-временные диаграммы нагрева и охлаждения пластины с двусторонней полировкой и пластины с односторонней полировкой при различном положении шероховатой поверхности относительно источника излучения. Проведено сравнение стационарных значений температуры этих пластин при одинаковых условиях нагрева в интервале от 100 до 250°С. Установлено, что максимальные значения стационарных температур характерны для пластин, обращенных шероховатой стороной к источнику излучения, минимальные – для пластин с двусторонней полировкой и промежуточные – для пластин, обращенных к источнику излучения полированной стороной. Предложена оптическая модель шероховатой поверхности, которая ставит ей в соответствие нарушенный слой пренебрежимо малой толщины и обладающий собственными оптическими характеристиками. В рамках модели введен оптический параметр, характеризующий степень шероховатости облучаемой поверхности. Теоретически исследована зависимость поглощательной способности пластины от величины этого параметра и расположения шероховатой поверхности относительно источника излучения. Данная модель качественно объясняет экспериментальные данные.

КОРОТКОВ А.С., МОРОЗОВ Д.В., ПИЛИПКО М.М., ХАУЭР Й. — 2010 г.

В работе представлены результаты разработки дельта-сигма модулятора с тактовой частотой 50 МГц при коэффициенте передискретизации 128. Устройство реализовано по 0.18 мкм КМОП технологии с однополярным питанием 1.8 В. Модулятор обеспечивает разрешающую способность 9 двоичных разрядов. Потребляемая мощность микросхемы составляет 33 мВт.