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

Архив научных статейиз журнала «Микроэлектроника»

  • МОДЕЛИРОВАНИЕ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОГО ОТКЛИКА ФОТОННЫХ ИЗОМЕРОВ С NV-ЦЕНТРАМИ. ЧАСТЬ II

    ЦУКАНОВ А.В. — 2015 г.

    Анализируются спектры линейных протяженных фотонных изомеров, содержащих квантовые двухуровневые системы. Изучается влияние параметров отдельных микрорезонаторов на собственные частоты изомера. Разработан метод дифференциальной спектроскопии, с помощью которого можно не только определить спектр изомера, но и рассчитать парциальные амплитуды поля в каждом из резонаторов.

  • МОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КМОП 28-НМ ЯЧЕЕК DICE В НЕСТАЦИОНАРНЫХ СОСТОЯНИЯХ, ВЫЗВАННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ОДИНОЧНЫХ ЯДЕРНЫХ ЧАСТИЦ

    СТЕНИН В.Я. — 2015 г.

    Транзисторы триггера КМОП-ячейки памяти DICE можно разделить на две группы и разнести их топологически, при этом, если воздействие одиночной ядерной частицы оказывается на транзисторы только одной из групп, сбой состояния ячейки не происходит, а ячейка переходит в нестационарное состояние. Если одновременно воздействие оказывается и на транзисторы второй группы, причем это воздействие превышает пороговое, то происходит сбой исходного состояния. Если воздействие на вторую группу ниже порогового, то из нестационарного состояния ячейка возвращается в исходное стационарное состояние. Проведены моделирование и анализ характеристик КМОП- ячейки памяти DICE с проектной нормой 28 нм в нестационарных состояниях, вызванных эффектами воздействия одиночной ядерной частицы на транзисторы только одной или обеих групп транзисторов ячейки.

  • МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ТОКОВ УТЕЧКИ ДИЭЛЕКТРИКОВ МОП-СТРУКТУР ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ТЗЧ

    ПОЛУНИН В.А., СОГОЯН А.В. — 2015 г.

    Деградация подзатворного диэлектрика МОП-структур является одним из основных факторов, определяющих долговечность работы современных КМОП СБИС. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что воздействие тяжелых заряженных частиц приводит к снижению характеристик надежности тонких (менее 10 нм) диэлектриков, возникновению токов утечки. При этом эффекты, обусловленные воздействием тяжелых заряженных частиц, оказываются “латентными”. В работе предложена модель формирования токов утечки диэлектрика, обусловленных воздействием тяжелых заряженных частиц. Модель основана на решении системы кинетических уравнений и позволяет преодолеть ряд ограничений известного перколяционного подхода.

  • МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ПОЗИТИВНОГО ФОТОРЕЗИСТА ПРИ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ

    БРИНКЕВИЧ Д.И., БРИНКЕВИЧ С.Д., ЛУКАШЕВИЧ М.Г., ОДЖАЕВ В.Б., ПРОСОЛОВИЧ В.С., ЯНКОВСКИЙ Ю.Н. — 2015 г.

    Методом атомно-силовой микроскопии экспериментально показано, что в процессе ионной имплантации на поверхности позитивного фоторезиста ФП2190 формируются неравномерно распределенныe по поверхности конусообразныe структуры. Высота, диаметр в основании и плотность распределения таких структур зависит от условий облучения и вида имплантированных ионов. Наблюдаемые при имплантации изменения морфологии поверхности фоторезиста обусловлены релаксацией напряжений, образовавшихся в процессе изготовления полимерной пленки, и радиационно-химическими процессами в приповерхностном слое фоторезиста.

  • МОДИФИЦИРОВАННАЯ КМДП СХЕМОТЕХНИКА “ДОМИНО”

    ЛЕМЕНТУЕВ В.А. — 2015 г.

    Предложена модифицированная КМДП схемотехника типа “Домино”. На основе моделирования в системе SPICE тестовых и логических структур даны оценки временных параметров элементов схем.

  • ОБЗОР СПЕКТРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ПЛАЗМЫ ХЛОРА, ХЛОРОВОДОРОДА, АРГОНА И ВОДОРОДА

    ДУНАЕВ А.В. — 2015 г.

    Изучены обзорные спектры излучения плазмообразующих газов хлора, хлороводорода, аргона и водорода, а также спектральный состав данных газов в присутствии полупроводниковой пластины арсенида галлия. Выбраны контрольные линии и полосы для спектрального контроля скорости процесса травления по интенсивности излучения линий и полос продуктов травления. Сделано предположение, что связь между интенсивностью излучения продуктов травления GaAs и скоростью травления в плазме хлора, хлороводорода и их смесей с аргоном и водородом описывается прямо пропорциональной зависимостью, что указывает на возможность контроля процесса травления спектральным методом в реальном времени.

  • ОПТИМИЗАЦИЯ СВОЙСТВ АЛМАЗНЫХ СТРУКТУР С NV-ЦЕНТРАМИ

    ЦУКАНОВ А.В. — 2015 г.

    Рассматриваются и анализируются результаты экспериментальных работ, посвященных дальнейшему совершенствованию технологии изготовления алмазных структур, содержащих NV-центры. Затрагиваются вопросы, связанные с получением центров (как одиночных, так и их ансамблей), управление их зарядом и пространственной ориентацией. Особое внимание уделяется новым направлениям, таким, как дельта-легирование алмазных пленок азотом и контроль направления центров относительно поверхности.

  • ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ КМОП БИС ПО ОДИНОЧНЫМ ТИРИСТОРНЫМ ЭФФЕКТАМ ПРИ ЛАЗЕРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ СО СТОРОНЫ ПОДЛОЖКИ

    БОБРОВСКИЙ Д.В., МАВРИЦКИЙ О.Б., ПЕЧЕНКИН А.А., САВЧЕНКОВ Д.В., ЧУМАКОВ А.И. — 2015 г.

    Представлены результаты расчетно-экспериментального моделирования одиночных тиристорных эффектов при воздействии сфокусированного лазерным излучением с тыльной стороны кристалла – со стороны подложки. Проанализированы возможности применения методики локального облучения для оценки эквивалентных линейных потерь энергии заряженных частиц в случае лазерного воздействия со стороны подложки. Проведено сравнение экспериментальных результатов, полученных на лазерной установке и ускорителях заряженных частиц для ряда современных БИС.

  • ОЦЕНКА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ К ОДИНОЧНЫМ РАДИАЦИОННЫМ ЭФФЕКТАМ ДЛЯ ТОЧЕЧНОЙ ОБЛАСТИ СОБИРАНИЯ ЗАРЯДА

    ЧУМАКОВ А.И. — 2015 г.

    Предложен подход к оценке параметров чувствительности – сечений одиночных радиационных эффектов в функции линейных потерь при использовании модели собирания заряда точечной чувствительной областью. Представленная модель удовлетворительно описывает экспериментальные результаты по изменениям сечений одиночных радиационных эффектов от значений линейных потерь энергии и позволяет относительно просто учитывать угловые зависимости для падающих ионов. Предложен подход по оценке чувствительности интегральных схем к эффектам многократных одиночных сбоев.

  • ПАРАМЕТРЫ ПЛАЗМЫ И МЕХАНИЗМЫ ТРАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ В СМЕСЯХ HCL + AR, H2, O2 И CL2

    ЕФРЕМОВ А.М., МУРИН Д.Б. — 2015 г.

    Проведено сравнительное исследование влияния начального состава бинарных смесей HCl + Ar, H2, O2 и Cl2 на стационарные электрофизические параметры и состав плазмы тлеющего разряда постоянного тока. Получены данные по приведенной напряженности электрического поля, средней энергии и концентрации электронов, концентрациям и плотностям потоков атомов и ионов. Проведен модельный анализ влияния начального состава смесей на кинетику взаимодействия активных частиц плазмы с поверхностью в режиме ионно-стимулированной химической реакции.

  • ПОВЕРХНОСТНЫЙ ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД НА КРИСТАЛЛАХ КРЕМНИЯ (100) ПРИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМ СВЧ ВАКУУМНО-ПЛАЗМЕННОМ ОСАЖДЕНИИ

    ШАНЫГИН В.Я., ЯФАРОВ Р.К. — 2015 г.

    Обнаружено и исследовано с использованием модели адсорбции Лэнгмюра из прекурсорного состояния явление самоорганизации наноразмерных доменов при осаждении субмонослойных углеродных покрытий в СВЧ-плазме паров этанола низкого давления на атомно-чистой поверхности кристаллов кремния (100). Установлены закономерности влияния температуры подложки и электрического смещения на кинетику и механизм доменного структурирования, представляющего собой поверхностный фазовый переход на кремнии (100). Показано, что высокая селективность травления кремния и углерода в некоторых химически активных газовых средах позволяет использовать образующиеся углеродные островки в качестве безлитогрфических масочных покрытий для получения интегральных наноразмерных столбчатых структур в кристаллах кремния (100) с использованием высокоразрешающего плазмохимического травления.

  • ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЕ КОДИРОВАНИЕ В КМОП ОЗУ, УСТОЙЧИВЫХ К ОДИНОЧНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ ЯДЕРНЫХ ЧАСТИЦ

    ПЕТРОВ К.А., СТЕНИН В.Я. — 2015 г.

    Проведен анализ кодеров-декодеров, применяемых в ОЗУ для повышения надежности хранения данных при воздействиях одиночных ядерных частиц. Декодер Хсяо при равном количестве проверочных битов имеет меньшую задержку прохождения сигналов, чем декодер модифицированного кода Хэмминга, а декодер расширенного кода Хсяо с дополнительными проверочными битами имеет наименьшую задержку среди всех декодеров. Использование в ОЗУ декодеров Хсяо с блоками с укороченной схемой коррекции, симметрично-упрощенной схемой вычисления вектора ошибки и схемой формирования сигналов ошибки без использования вектора ошибки позволяет уменьшить длину критических путей и снизить аппаратурные затраты для случаев, когда исключается обнаружение трехкратных ошибок. Для SEC-DAEC кодов обоснована одинаковая эффективность декодеров Ричтера, а также кодеров-декодеров, полученных оптимизацией на основе генетических алгоритмов.

  • ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЕ КОДИРОВАНИЕ НА ДВУХФАЗНЫХ 28 НМ КМОП-ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ

    КАТУНИН Ю.В., ЛЕВИН К.Э. — 2015 г.

    Повышение сбоеустойчивости блоков помехоустойчивого кодирования с использованием элементов двухфазной КМОП-логики позволяет повысить сбоеустойчивость кодеров-декодеров. Представлены результаты моделирования двухфазного 28 нм КМОП-логического элемента ИСКЛ-ИЛИ с различными конфигурациями внутренних электрических связей в сравнении с однофазным элементом при воздействии помехи. Спроектирована тестовая библиотека двухфазных элементов, с использованием которой на примере кодера/декодера Хсяо (72, 64) разработан маршрут автоматизированного синтеза нерегулярных топологических структур. Результатом является проектирование 28 нм КМОП кодера/декодера Хсяо.

  • ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ ДВУХФАЗНОЙ КМОП 28 НМ КОМБИНАЦИОННОЙ ЛОГИКИ К ПЕРЕХОДНЫМ ЭФФЕКТАМ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОДИНОЧНЫХ ЯДЕРНЫХ ЧАСТИЦ

    КАТУНИН Ю.В., СТЕНИН В.Я. — 2015 г.

    Помехоустойчивость двухфазной 28 нм КМОП-комбинационной логики (на примере двухфазного инвертора) к воздействию одиночных ядерных частиц существенно выше, если конструктивная емкость между выходами двухфазного инвертора меньше порогового значения. В этом случае на следующий двухфазный элемент поступает ослабленная помеха, которая не изменяет его логического состояния, а переводит в “заблокированное“ состояние на длительность помехи. Пороговое значение емкости больше у двухфазных КМОП-инверторов с симметричными переключательными характеристиками при переключении как из 1 в 0, так и из 0 в 1. Пороговая критическая характеристика позволяет проводить сравнение двухфазных КМОП-элементов, выполненных по разным проектным нормам и оценивать выигрыш двухфазной логики при воздействии одиночных частиц на один из дифференциальных узлов. Критические заряды двухфазных элементов существенно превышают (как минимум в 20 раз на примере инверторов) критические заряды традиционной КМОП-логики.

  • РАЗРАБОТКА КРИСТАЛЛА МАТРИЦЫ ТЕНЗОРЕЗИСТИВНЫХ ОСЯЗАТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ РОБОТОТЕХНИКИ

    ГУСЕВ Д.В., ЛИТВИНЕНКО Р.С., СУХАНОВ В.С. — 2015 г.

    Представлена конструкция кремниевого кристалла матрицы тензорезистивных чувствительных элементов давления МИПД-32 для интеллектуальных робототехнических комплексов, обладающих функцией тактильного восприятия. Приведены экспериментальные данные по чувствительности тензопреобразователей.

  • РАСЧЕТ ВЫСОТЫ БАРЬЕРА ШОТТКИ НА КОНТАКТЕ МЕТАЛЛА С ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ ТВЕРДЫМ РАСТВОРОМ (SIC)1 - X(ALN)X

    АЛТУХОВ В.И., БИЛАЛОВ Б.А., КАСЬЯНЕНКО И.С., КУРБАНОВ М.К., САНКИН А.В., САФАРАЛИЕВ Г.К. — 2015 г.

    Предлагается простая нелинейная по концентрации дефектов модель контакта металл–полупроводник, когда барьер Шоттки формируется поверхностными дефектными состояниями Ei, локализованными на границе раздела. Показано, что учет нелинейной зависимости энергии Ферми ЕF от концентрации дефектов ведет к повышению барьера Шоттки на 15–25%. Рассчитанные значения высоты барьера используются для анализа вольтамперных характеристик структур M/(SiC)1 - x(AlN)x. Результаты расчета сопоставляются с экспериментальными результатами.

  • РАСЧЕТ ТЕПЛОРАСПРЕДЕЛЯЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ МОЩНЫХ СВЧ-ТРАНЗИСТОРОВ

    ГЛИНСКИЙ И.А., ЗЕНЧЕНКО Н.В. — 2015 г.

    Разработана методика моделирования, позволяющая получать распределения температур в изделии электронной техники и оценивать тепловые сопротивления как устройства в целом, так и в отдельности каждого элемента конструкции. Представлены результаты расчета распределения температуры в многопальцевом мощном СВЧ-транзисторе. Установлено, что добавление теплораспределяющего элемента конструкции из поликристаллического СVD-алмаза между кристаллом и теплоотводом, в случае рассматриваемой модели, уменьшает суммарное тепловое сопротивление структуры и уменьшает тепловой перегрев транзисторной структуры примерно на 2%. Получены зависимости теплового сопротивления модели многопальцевого мощного СВЧ-транзистора от толщины и ширины теплораспределяющего элемента конструкции. Оптимальный размер ТЭК для данной модели, с точки зрения наименьшего теплового сопротивления структуры – 6000 ? 6000 ? 800 мкм. Приведено сравнение максимальной температуры, достигаемой в области тепловыделения при различных значениях конвекции для модели многопальцевого мощного СВЧ-транзистора на теплоотводе с теплораспределяющим элементом конструкции. Установлено, что естественной воздушной конвекции будет достаточно для отвода тепла.

  • РАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ ДОЗОВОЙ СТОЙКОСТИ КМОП-МИКРОСХЕМ С УЧЕТОМ ЭФФЕКТОВ НИЗКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ

    БОЙЧЕНКО Д.В., КАЛАШНИКОВ О.А., КАРАКОЗОВ А.Б., НИКИФОРОВ А.Ю. — 2015 г.

    Представлен рациональный методический подход к оценке дозовой стойкости КМОП-микросхем с учетом эффектов низкой интенсивности, подкрепленный результатами модельного анализа и экспериментальных исследований широкой номенклатуры изделий. Данный подход позволяет выбрать необходимый и достаточный объем радиационных исследований, обеспечивающий достоверную и информативную инженерную оценку радиационной стойкости КМОП-микросхем для применения в космической аппаратуре.

  • СОЗДАНИЕ ЛИТОГРАФИЧЕСКИХ МАСОК С ПОМОЩЬЮ СКАНИРУЮЩЕГО ЗОНДОВОГО МИКРОСКОПА

    БИЗЯЕВ Д.А., БУХАРАЕВ А.А., ЗИГАНШИНА С.А., НУРГАЗИЗОВ Н.И., ХАНИПОВ Т.Ф., ЧУКЛАНОВ А.П. — 2015 г.

    Представлены экспериментальные результаты по сканирующей зондовой литографии (СЗЛ) – получению литографических масок с помощью сканирующего зондового микроскопа. Полученные методом СЗЛ маски на основе полиметилметакрилата (ПММА) использованы для формирования металлических наночастиц заданных размеров и формы и металлических нанопроволок, соединяющих контактные площадки. Анализ различных режимов СЗЛ показал, что методика точечного индентирования с включенной обратной связью микроскопа является наиболее оптимальной для формирования наночастиц круглой формы. При создании прямоугольных частиц наиболее оптимальной является методика многократного сканирования одной области в контактном режиме. Качество литографических масок можно существенно повысить, если после формирования маски дополнительно использовать химическое травление для удаления лишнего ПММА. Топография и структура намагниченности созданных структур контролировалась методами атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопии.

  • СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ ИНТЕГРАЛЬНАЯ МИКРОСХЕМА УСИЛИТЕЛЯ ФОТОСИГНАЛОВ

    ДВОРНИКОВ О.В., ДЯТЛОВ В.Л., ПРОКОПЕНКО Н.Н., ЧЕХОВСКИЙ В.А. — 2015 г.

    На аналоговом базовом матричном кристалле АБМК-1.3 создана интегральная микросхема (ИС) для обработки фотосигналов кольцевого лазера, являющегося чувствительным элементом блока лазерных гироскопов. ИС содержит преобразователь ток–напряжение, фильтр нижних частот (ФНЧ) и полосовой фильтр (ПФ). Коэффициент преобразования входной ток – выходное напряжение (KIU) и полоса пропускания по уровню –3 дБ ( f-3) ФНЧ и ПФ регулируются изменением номиналов внешних RC-элементов. Типовые параметры ФНЧ KIU = 0.2 В/мкА, f-3 = 0–15 Гц, ПФ – KIU = 1.2 В/мкА, f-3 = 15 Гц–1.6 МГц. Приводятся схемные решения отдельных каскадов микросхемы и экспериментальные характеристики.