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

ВАЛИЕВ К.А., ЦУКАНОВ А.В. — 2007 г.

Теоретически исследована когерентная динамика зарядового кубита, базирующегося на структуре, сформированной из двух туннельно связанных квантовых точек и содержащей один электрон. Логические состояния кубита представлены электронными орбиталями, локализованными в квантовых точках. Получены аналитические выражения для операторов эволюции одного и двух кубитов во внешнем поле. Указаны параметры структуры и управляющего поля, соответствующие основным однокубитным операциям. Рассмотрена возможность организации двухкубитной операции контролируемое – НЕ (CNOT) как в идеальном случае, так и при наличии неточностей в значениях управляющих импульсов.

ЖДАН А.Г., НАРЫШКИНА В.Г., ЧУЧЕВА Г.В. — 2007 г.

Усреднение динамических вольт-амперных характеристик (ВАХ) n-Si-МОП-структуры со сверхтонким ( 3.7 нм) окислом, измеренных в цифровом коде при линейном нарастании и спаде потенциала затвора Vg, позволяет выделить из полного тока I(Vg) его активную (туннельную) компоненту It(Vg) и квазистатическую вольт-фарадную характеристику (КС ВФХ) – C(Vg). Анализ области обеднения КС ВФХ обеспечивает надежное определение уровня легирования n-Si, “емкости” и толщины окисла, знака и плотности фиксированного в нем заряда, а также оценку концентрации доноров в n+-Si-подзатворном слое. На этой основе без каких-либо подгоночных параметров и предположений о спектре электронов, туннелирующих сквозь окисел из слоя глубокого обогащения n-Si, в диапазоне Vg вплоть до предпробойных полей ( 13 МВсм–1) восстановлены зависимости s(Vg), Vi(Vg) и туннельная ВАХ It(Vi), где s – поверхностный потенциал n-Si, Vi – падение напряжения на окисле. Экспериментальные кривые It(Vi) и s(Vg) являются хорошим “тестом” для развития теории туннельного эффекта, учитывающей как вырождение и размерное квантование электронного газа в полупроводниковых элементах структуры, так и неклассическую форму потенциального барьера для туннелирующих электронов, обусловленную присутствием в окисле встроенного заряда.

ГАЛЛЯМОВ Р.Р., ПЕТРОВ А.Б. — 2007 г.

В работе экспериментально и с помощью численного моделирования исследована зависимость деформации образца полиэтилена при его сканировании в полуконтактном режиме от параметра сканирования “Set Point” при наличии в образце затухания. Профиль полученной экспериментальной кривой совпадает с профилем, полученным при численном моделировании только частично. Обсуждается влияние различных физических процессов на величину деформации образца, а также причины, приводящие к различию профилей экспериментальной и расчетных кривых.

ИВАНЮК А.А., МУСИН С.Б., ЯРМОЛИК В.Н. — 2007 г.

Предлагается метод обнаружения многократных ошибок ОЗУ на основе адаптивного сигнатурного анализа. Сжатие содержимого ОЗУ выполняется с помощью проверочной матрицы линейного кода. Хранение матрицы не требуется, так как ее столбцы формируются динамически на основании адресов ОЗУ. Достоверность метода определяется кодовым расстоянием проверочной матрицы, используемой для сжатия. Показана возможная аппаратурная реализация предложенного метода.

ВОРОБЬЕВА А.И., УТКИНА Е.А., ХОДИН А.А. — 2007 г.

Рассмотрены возможные механизмы самоорганизации при формировании упорядоченной структуры пористого анодного оксида алюминия. На основе анализа предполагаемых механизмов самоорганизации предложена модель с учетом физико-химических процессов на начальной стадии роста пористого анодного оксида алюминия. Приложенный потенциал распределяется между тремя основными компонентами электрохимической системы: растущий слой оксида, слой Гельмгольца на границе электролит–оксид, и слой объемного заряда Гуи-Чэпмена, простирающийся от границы слоя Гельмгольца до квазинейтрального объема электролита. Установлено, что преобразование приграничного слоя определяется эффектами самоорганизации в слое Гуи-Чэпмена. Размер ячеек формируемого пористого оксида алюминия коррелирует (линейно связан) с толщиной слоя Гуи-Чэпмена, которая определяется температурой, концентрацией и типом электролита. Полученные теоретические результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными.

БУРЗИН С.Б., СТАРОСЕЛЬСКИЙ В.И., ШМЕЛЕВ С.С. — 2007 г.

Представлены результаты экспериментального исследования обратного тока затвора в гетероструктурных полевых транзисторах с затвором Шоттки. Показано, что характер обратной ВАХ хорошо соответствует туннельному механизму тока. Анализируются особенности обратной ВАХ с учетом особенностей планарной структуры прибора – полного обеднения электронами легированного полупроводникового слоя и -видного примесного профиля.

КУДРЯВЦЕВ С.Е., МОРДВИНЦЕВ В.М. — 2007 г.

Приведены результаты экспериментального исследования проводимости открытых “сэндвич”-структур Si-SiO2-W, изготовленных на высоколегированном кремнии с обоими типами легирующей примеси и толщиной диоксида кремния около 20 нм, до их электроформовки, в процессе электроформовки, а также после ее выполнения. Продемонстрирована возможность выполнения электроформовки при обеих полярностях напряжения, что дало новую информацию о механизмах проводимости в таких структурах. Показано наличие нескольких механизмов проводимости: ионной, “второстепенной” электроформовки за счет автоэмиссии с острия вольфрама при положительной полярности напряжения, основной электроформовки, которая качественно не зависит ни от полярности напряжения, ни от типа примеси в кремнии, ни от ее концентрации. В то же время, особенности вольт-амперных характеристик структур после выполнения электроформовки определяются типом и концентрацией легирующей примеси.

ДЕВИДЗЕ Т.Н., ДЖАНГИДЗЕ Л.Б., ТАВХЕЛИДЗЕ А.Н., ТЕТРАДЗЕ М.О. — 2007 г.

Проведено исследование осаждения толстого слоя меди для получения конформных (взаимоповторяющихся) поверхностей, применяя разные способы электролитического осаждения. Для регулирования распределения металла по поверхности катода были использованы: защитные маски разного диаметра, формы и высоты; дополнительные катоды, вращение катода; аноды разной формы и диаметра; асимметричный переменный ток. Был определен общий и приведенный изгиб полученной поверхности.

ВОЛКОВ В.Т., ЛЕВАШОВ В.И., МАТВЕЕВ В.Н. — 2007 г.

Исследован экстраординарный эффект Холла (ЭЭХ) для ансамбля наночастиц Co, встроенного в матрицы W и Au. Показано, что величина сигнала ЭЭХ зависит от средневзвешенных толщин как наночастиц Co, так и обволакивающих их матриц. Максимальное значение ЭЭХ получено для средневзвешенных толщин наночастиц Co 0.3–0.6 нм. Величина сигнала ЭЭХ увеличивается также при уменьшении толщины пленки матриц вплоть до нарушения электрической сплошности получаемых структур. В системе Co–W получены структуры с чувствительностью S = U/I H = 32 /T, что открывает возможность создания ферромагнитных датчиков для локальной магнитометрии, работающих при комнатной температуре.

АЛЕКСАНДРОВ А.И., ДОБРЯКОВ С.Н., ПРИВЕЗЕНЦЕВ В.В. — 2007 г.

Аb initio проведен квантово-химический расчет Zn–P-комплекса в матрице Si. Определены величины спиновой плотности на атомах сформированного кластера ZnPSi15H22. Оказалось, что максимальная спиновая плотность находится на атомах 1Zn, 2Si и 13Si. Определены расстояния между атомами в кластере. Проведен сравнительный анализ экспериментального и теоретического компьютерного спектров ЭПР Zn–P-комплекса в матрице Si. Определены спектроскопические параметры этого комплекса. Установлено, что спиновый обмен между парамагнитными центрами в Zn-Р-комплексе носит сложный характер.

ЕФРЕМОВ А.М., ПИВОВАРЁНОК С.А., СВЕТЦОВ В.И. — 2007 г.

Проведено исследование кинетики и механизмов травления меди в плазме хлора и хлороводорода. Установлено, что в обеих системах процесс травления описывается однотипными качественными закономерностями, при этом наблюдаются существенные различия скоростей травления, которые согласуются с различиями состава активных частиц плазмы и их потоков на поверхность. В диапазоне температур 373–653 К реализуются два режима травления, различающихся характером температурной зависимости скорости и кинетических кривых. Найдено, что при T > 500–520 К в плазме Cl2 и T > 580–600 К в плазме HCl реакция плазменного травления меди протекает в стационарной области, в кинетическом режиме и имеет первый кинетический порядок по концентрации активных частиц в газовой фазе.

CHOI W.K., KIM T.W., NOH Y.S., КОНОНЕНКО О.В. — 2007 г.

Пленки оксида цинка были выращены на подложках сапфира (0001) с использованием метода радиочастотного магнетронного распыления в плазме смеси аргона и NO. Рабочее давление во время осаждения было около 10 м торр, отношение Ar/NO варьировалось от 0 до 90. Было обнаружено, что уровень концентрации азота в пленках зависит не только от количества азота в ростовой атмосфере, но и от отношения Ar к NO в распыляющей плазме. Наибольшая концентрация азота (4.3%) была получена в пленках, осажденных при температуре подложки 300°C и отношении Ar:NO равным 90:1. В пленках, полученных при этих условиях, было обнаружено наличие связей Zn-N, а связи N-O отсутствовали.

РОГАТКИН Ю.Б. — 2007 г.

Представлены результаты разработки макромодели операционного усилителя с токовым выходом, который широко используется в сложно-функциональных блоках аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователях. Приведены основные расчетные характеристики.

КАЛЬСКОВ В.В., КОВАЛЕВ А.В., КОНОПЛЕВ Б.Г. — 2007 г.

Предложен метод повышения вероятности правильного выполнения квантовых алгоритмов с учетом физических ограничений, основанный на подготовке кубитов к вычислениям. Метод проанализирован на фрагменте квантового алгоритма с применением гейтов NOT, SWAP, CNOT, CCNOT, CSWAP.

КОРОТКОВ А.С., ТЕЛЕНКОВ М.В. — 2007 г.

Представлены методики и соответствующее программное обеспечение для моделирования схем дельта-сигма модуляторов на переключаемых конденсаторах. Предлагаемый подход позволяет проводить анализ схемы с учетом линейных и нелинейных параметров элементов, в том числе: паразитных емкостей, конечного сопротивления ключей, площади усиления активных элементов, нелинейных свойств емкостей МОП-транзисторов и нелинейных свойств активных элементов, а также с учетом эффекта нестабильности периода тактовой частоты. Разработанная методика моделирования основана на методе узловых потенциалов, методе рядов Вольтерра и многомерном обратном численном преобразовании Лапласа, использованном для анализа нелинейных искажений. Соответствующее программное обеспечение реализовано в среде MATLAB.

ОЖИГОВ Ю.И. — 2007 г.

Предлагается простой алгоритм для моделирования и визуализации нерелятивистской квантовой динамики, использующий коллективное поведение классических частиц как модель квантовой динамики. Квантовая частица представляется как рой ее классических экземпляров, взаимодействующих по простым правилам, включающим испускание и поглощение экземпляров связанных фотонов. Квантовая динамика получается при этом как результат коллективного поведения такого роя, а собственные состояния трактуются как состояния равновесия для процесса излучения-поглощения фотонов. Запутанность трактуется как такая классическая корреляция элементов разных роев, которая хранится в недоступной для пользователя пространственно-временной части модели. Амплитуда всегда является зарнистой. Кулоновское поле между квантовыми частицами моделируется, аналогично расплыванию волнового пакета, точечным взаимодействием между их экземплярами и экземплярами скалярных фотонов, распространяющихся диффундированием. Это дает ускорение вычислений по сравнению с методом “каждый с каждым” как квадратный корень. Этот подход содержит декогерентность, а также допускает естественное обобщение на КЭД многих частиц с линейными затратами на память.

АМИРОВ И.И., ШУМИЛОВ А.С. — 2007 г.

Описан новый гибридный 2 1/2-мерный метод моделирования травления глубоких канавок в Si в циклическом, двухстадийном травление/пассивация процессе в плазме SF6/C4F8. Метод основан на Монте-Карло моделировании потоков частиц плазмы и клеточно-струнной модели представления профиля. Приведена модель изотропного травления Si в плазме SF6 и ионно-стимулированного травления и осаждения полимерной пленки в плазме C4F8. Результаты моделирования глубоких, с высоким аспектным отношением (A > 20) канавок субмикронной ширины хорошо совпадают с экспериментальными данными.

БУРЗИН С.Б., ГУМИНОВ Н.В., СТАРОСЕЛЬСКИЙ В.И., ШМЕЛЕВ С.С. — 2007 г.

Предложена модель полевого транзистора с затвором Шоттки (ПТШ) на основе GaAs в диодном включении. Рассмотрены ПТШ с однородным и -легированным каналом. Модель учитывает распределенный характер резистивных областей канала под затвором и пассивных контактных областей между затвором и омическими контактами. На основе полученных результатов предложена эквивалентная схема ПТШ в диодном включении, учитывающая эффект оттеснения тока, а также методика измерений ее параметров. Модель может быть использована и для гетероструктурных полевых транзисторов с высокой подвижностью электронов в канале (НЕМТ).

МЯКОНЬКИХ А.В., ОРЛИКОВСКИЙ А.А., РУДЕНКО К.В. — 2007 г.

Проведено исследование возможностей зондового и оптического мониторинга плазмохимического травления КМОП-затворных структур p-Si/SiO2/Si. Показано, что комбинация методов в ICP-реакторе предоставляет различные возможности для контроля процесса: точного определения момента окончания травления слоев, контроля скоростей травления. Установлено, что гетерогенные реакции травления кремнийсодержащих структур приводят к значительным изменениям фундаментальных параметров заряженных компонентов плазмы в ходе процесса, сказываясь на электронной, ионной плотности и распределении электронов плазмы по энергиям (ФРЭЭ). Значения температуры электронов Te и вид ФРЭЭ для рабочей смеси SF6/O2/Ar в присутствии обрабатываемой пластины значительно отличаются от плазмы Ar, полученной в тех же условиях разряда, и могут быть оптимизированы для минимизации эффектов зарядки структуры. Методами оптической актинометрии установлены зависимости между объемной плотностью атомарного фтора в плазме и скоростью ионно-стимулированного травления p-Si, SiO2. Предложены способы контролируемого управления селективностью процесса травления.

ЕФРЕМОВ В.А., НЕЛАЕВ В.В., СНИТОВСКИЙ Ю.П. — 2007 г.

Приведены результаты двухмерного физического моделирования новой технологии изготовления мощного npn кремниевого биполярного СВЧ транзистора, позволяющей увеличить эффективную площадь эмиттера и тем самым улучшить энергетические и частотные параметры, радиационную стойкость, а также выходные вольт-амперные характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером. Сравнительный анализ результатов моделирования показал преимущества новой технологии по сравнению со стандартной. Моделирование проводилось с использованием программы SSUPREM4 программного комплекса компании Silvaco.