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

ОВЧАРОВ В.В., ПРИГАРА В.П., РУДАКОВ В.И. — 2012 г.

Проведено теоретическое сравнение оптических характеристик и сделаны оценки разности температур кремниевой пластины с КНИ-структурой, легированной бором, и пластины-подложки при быстром термическом отжиге. Показано, что при одинаковых условиях отжига и температурах свыше 800 К разность их температур может достигать величины 30 К. Исследована зависимость интегральной излучательной способности и температуры пластины с КНИ-структурой от концентрации легирующей примеси в слое кремния. Предложен метод качественного анализа вариаций температуры пластины при неизменных условиях отжига в зависимости от вариаций излучательной способности ее поверхностей.

ДЖАДАН М., ЧЕЛЯДИНСКИЙ А.Р., ЯВИД В.Ю. — 2012 г.

Исследована диффузия имплантированных Sb и As в слоях кремния с различным содержанием радиационных дефектов при термоотжиге в печи и быстром термическом отжиге (БТО). Концентрация дефектов варьировалась дополнительным внедрением ионов Si+. С ростом концентрации дефектов в слое коэффициент диффузии сурьмы растет как при ламповом отжиге, так и при термоотжиге в печи, что обусловлено диффузией по избыточным вакансиям. Коэффициент диффузии As с ростом концентрации радиационных дефектов в слое при ламповом отжиге растет, а при термоотжиге в печи падает. Рост коэффициента диффузии As при БТО связывается с междоузельными атомами Si. Наблюдаемое уменьшение коэффициента диффузии As обусловлено захватом примеси на избыточные вакансии как на ловушки. Однако при концентрациях дефектов намного выше концентрации примеси коэффициент диффузии As увеличивается, но остается существенно ниже собственного значения. Из результатов следует, что скорость собственной диффузии As по междоузельному каналу выше, чем по вакансионному.

БОРУЗДИНА А.Б., ГРИГОРЬЕВ Н.Г., НИКИФОРОВ А.Ю., УЛАНОВА А.В. — 2012 г.

Представлены методика и результаты исследований КМОП-микросхем памяти при дозовом воздействии ионизирующего излучения, проанализированы возможные механизмы деградации и подходы к повышению стойкости микросхем по критерию времени выборки. Экспериментально обнаружен и исследован эффект неравномерности деградации времени выборки по адресам.

ЕЛЕСИН В.В., КАБАЛЬНОВ Ю.А., НАЗАРОВА Г.Н., ТИТАРЕНКО А.А., ЧУКОВ Г.В. — 2012 г.

Представлены результаты расчетно-экспериментальных исследований высокочастотных и шумовых свойств КНИ МОП-транзисторов и пассивных элементов отечественной “цифровой” КМОП КНИ-технологии с нормами 0.35 мкм. Разработаны новые элементы, отсутствующие в составе библиотеки и необходимые для построения монолитных СВЧ функциональных блоков. Приведены результаты проектирования и экспериментальных исследований кристаллов генераторного, усилительного и смесительного функциональных блоков с рабочими частотами 1.2–1.65 ГГц. На основе анализа результатов расчетно-экспериментального моделирования подтверждена принципиальная возможность создания на отечественной КМОП КНИ-технологии радиационно-стойкой монолитной БИС радиоприемного устройства спутниковой навигации с частотами 1.2–1.6 ГГц и уровнями стойкости до 1012 ед./с и 106 ед.

БАРИНОВ С.М., ЕФРЕМОВ А.М., СВЕТЦОВ В.И. — 2012 г.

Исследована кинетика процесса полимеризации в плазме метана с помощью зондов Лангмюра. Процесс полимеризации протекает по первому кинетическому порядку в две стадии. Из кинетических кривых определены коэффициент скорости обеих стадий процесса полимеризации. Обсуждены зависимости коэффициентов скорости полимеризации от внешних условий разряда.

ЗУЕВ С.М., ОРЛОВ А.М., СКВОРЦОВ А.А. — 2012 г.

На основе анализа температурных полей в полупроводниковой пластине c поверхностным тепловым источником в виде слоя металлизации построена математическая модель тепловых режимов работы контактной пары металл–полупроводник. Экспериментально исследовано воздействие токовых импульсов (амплитудой j < 5 ? 1010 А/m2 и длительностью 100 1000 s) как на бинарную систему алюминиевая пленка–кремниевая пластина (Al–Si), так и многослойные системы типа Al–подслой–Si, с полупроводниковыми (Si) и диэлектрическими (SiO2, Si3N4) подслоями. Показано, что наличие подслоя с отличными от подложки теплопроводящими свойствами увеличивает тепловую “нагрузку” на слои металлизации, снижая величину рабочих плотностей тока. Детально проанализировано импульсное воздействие токов повышенной плотности (j > 5 ? 1010 А/m2) на системы металлизации. Показано, что деградационные процессы в таких структурах при импульсном токовом возмущении связаны с локальным зарождением жидкой фазы и контактным плавлением в системе металл–полупроводник. Предложена методика, позволяющая проводить диагностику многослойных тонкопленочных систем металлизации вплоть до развития деградационных процессов при прохождении через них прямоугольных токовых импульсов.

БОГДАНОВ Ю.И., ЛУКИЧЁВ В.Ф., НУЯНЗИН С.А., ОРЛИКОВСКИЙ А.А. — 2012 г.

Предложен общий подход к обеспечению качества и эффективности квантовых информационных технологий, базирующийся на анализе квантовых шумов, возникающих при выполнении квантовых операций. Разработан метод прецизионных квантовых измерений логических вентилей на основе сверхпроводниковых фазовых кубитов. С использованием универсального метода томографии квантовых состояний и процессов проведен детальный анализ точности томографии двухкубитовых вентилей SQiSW, CNOT и CZ, возникающих в результате емкостной связи между кубитами. Предложен метод оптимизации томографии квантовых процессов, обеспечивающий существенно более высокую адекватность и точность по сравнению с ранее известными методами. Рассмотрены примеры моделирования деполяризующего квантового шума, а также процессов амплитудной и фазовой релаксации при выполнении квантовых операций в регистрах.

БОРИСЕНКО В.Е., ДАНИЛЮК А.Л., КУХАРЕВ А.В. — 2012 г.

В приближении макроспина проведено исследование колебаний намагниченности ферромагнитного диска в составе наноструктуры ферромагнетик/немагнитный металл/ферромагнетик под действием спин-поляризованного тока в отсутствии внешнего магнитного поля. Определены условия переключения и возникновения колебаний намагниченности для четырех случаев магнитной кристаллографической анизотропии вблизи переходной области неустойчивости в зависимости от соотношения размеров диска и плотности тока. Показано, что неустойчивой области намагниченности диска соответствуют минимальные значения плотности тока, необходимые для возбуждения колебаний или переключения намагниченности. В зависимости от величины и направления анизотропии и параметра релаксации наблюдаются колебания намагниченности с частотами от 0.1 до 30 ГГц.

АБРАМОВ И.И., КОЛОМЕЙЦЕВА Н.В., РОМАНОВА И.А. — 2012 г.

С использованием комбинированных двухзонных моделей, разработанных на основе полуклассического и квантовомеханического подходов, получено удовлетворительное согласование результатов расчетов вольт-амперных характеристик резонансно-туннельных диодов на гетероструктурах GaAs/AlAs и Si/SiGe с экспериментальными данными. Показана высокая чувствительность этих характеристик приборов на основе GaAs/AlAs к влиянию следующих факторов: поперечного волнового вектора; изменения минимума Х-зоны проводимости гетероструктуры; плотности поверхностного заряда на гетерограницах; -X междолинного рассеяния.

АБДУРАХМАНОВ Б.А., ИЛИЕВ Х.М., ТАЧИЛИН С.А., ТОШЕВ А.Р. — 2012 г.

Установлено, что отжиг при 850°С монокристаллического кремния, легированного германием, приводит к образованию внутренних микрогетеропереходов Si–SiGe–Si, которые повышают на 2.5% эффективность солнечных элементов изготовленных на его основе.

ДРАГУНОВ В.П., ОСТЕРТАК Д.И. — 2012 г.

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований микроэлектромеханических преобразователей энергии на основе изменения геометрии плоского конденсатора. Рассмотрены особенности функционирования, состояние и перспективы развития микроэлектромеханических преобразователей энергии.

АРАКЕЛОВ К.С. — 2012 г.

Предложен и обоснован траекторный алгоритм моделирования квантовой динамики в квазиклассическом приближении, основанный на расчете индексов траекторий. Индекс представляет собой суммарную информацию о критических точках, расположенных на траектории. В численном эксперименте рассчитана дифракционная картина на плоском экране в квазиклассическом приближении при рассеянии материальной волны в поле двух неподвижных кулоновских центров. Приведено качественное обоснование полученных результатов.

СТЕНИН В.Я., СТЕПАНОВ П.В. — 2012 г.

Проведено моделирование характеристик чувствительности КМОП ячеек памяти типа DICE как двухфазных D триггеров с проектной нормой 65 нм. Определены зависимости критических значений амплитуд импульсов тока, вызывающих сбои при записи и хранении данных, для разных значений емкостей связи дифференциальных входов двухфазных инверторов в составе ячеек памяти. Установлены ограничения на значения этих емкостей: 0.4–0.5 фФ для ячеек памяти на основе NМОП-транзисторов с шириной канала 400 нм и 0.2–0.3 фФ для NМОП-транзисторов с шириной канала 120 нм. Оценки критических интегральных зарядов, характеризующих сбоеустойчивость при воздействии отдельных ядерных частиц, дают соответственно значения 25–20 фКл, что в 8 раз больше по сравнению с 6-транзисторными КМОП ячейками памяти.

КАТУНИН Ю.В., СТЕНИН В.Я. — 2012 г.

Проведено моделирование влияния емкостных связей шин, соединяющих дифференциальные части двухфазных КМОП-логических элементов с проектной нормой 65 нм, на чувствительность элементов к сбоям от воздействия отдельных ядерных частиц. Определены характеристики чувствительности двухфазных инверторов, элементов И-НЕ, триггерных ячеек, элементов управления RS и D триггеров. Воздействия отдельной ядерной частицы моделировались импульсами тока с постоянными времени нарастания 10 пс, времени спада 30 и 300 пс. Установлены допустимые значения емкостей связи входов дифференциальных частей двухфазных КМОП-логических элементов – 0.3–0.7 фФ в зависимости от типа элемента и его логического состояния. Критические заряды для двухфазных логических элементов – 32–88 фКл, что в 10–15 раз лучше, чем для элементов с традиционной КМОП схемотехникой при той же проектной норме 65 нм.

АГЕЕВ О.А., КОЛОМИЙЦЕВ А.С., КОНОПЛЕВ Б.Г., СЕРБУ Н.И., СМИРНОВ В.А. — 2012 г.

Представлены результаты экспериментальных исследований по модификации зондов для атомно-силовой микроскопии (АСМ) и сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) травлением острия АСМ-кантилеверов и вольфрамовых СТМ-зондов методом фокусированных ионных пучков (ФИП). Показано, что использование травления методом ФИП позволяет получать зонды с радиусом закругления менее 10 нм и аспектным отношением 1 : 50, применение которых повышает разрешающую способность и достоверность измерений методами АСМ и СТМ. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологических процессов изготовления и модификации зондовых датчиков для АСМ и СТМ, а также методик диагностики структур микро- и наноэлектроники, микро- и наносистемной техники.

МАХВИЛАДЗЕ Т.М., МИНУШЕВ А.Х., САРЫЧЕВ М.Е. — 2012 г.

Работа посвящена атомистическому моделированию процессов осаждения тонких пленок нитрида кремния из смеси дихлоросилана и аммиака в CVD реакторах. Разработанный ранее химический механизм был существенно расширен реакциями каталитического распада DCS, развита самосогласованная атомистическая модель CVD-процесса. Построен и исследован расширенный химический механизм, позволяющий адекватно описать кинетические процессы в газовой фазе в характерных для осаждения нитрида кремния диапазонах температур, давлений и соотношения исходных реагентов DCS : NH3. Разработана эффективная кинетическая модель, включающая расчет констант скоростей и концентраций компонентов газовой смеси. Проведен термодинамический анализ заполнения поверхности различными хемосорбированными группами, получены равновесные поверхностные концентрации для основных хемосорбированных групп. Сделаны практически значимые выводы о характере процесса осаждения, и, в частности, о роли расширенного химического механизма.

ВЛАСОВ А.О., ЕВЛАМПИЕВ Б.Е., КИРИЧЕНКО П.Г., КОЧНОВ А.А. — 2012 г.

В процессе разработки высокопроизводительной системы на кристалле стандартный маршрут проектирования, предлагаемый поставщиками САПР, был существенно изменен и расширен как с точки зрения методов проектирования, так и за счет использования самостоятельно разработанных заказных блоков. Данные изменения позволили решить следующие важные задачи: оптимизацию площади с сохранением быстродействия на этапе синтеза до 20%, что улучшает качество размещения и трассируемости дизайна при топологическом проектировании; построение сетки питания, обеспечивающей падение напряжения не более 6.6% от номинального; автоматизацию процесса достижения требуемого быстродействия и оптимизации ряда этапов топологического проектирования, сокращающие в 2–3 раза время прохождения маршрута и улучшающие качество дизайна по таким параметрам, как помехоустойчивость и быстродействие.

МАСАЛЬСКИЙ Н.В. — 2012 г.

Обсуждается один из возможных подходов оптимального выбора топологических параметров двух затворных суб-20 нм КМОП-транзисторов со структурой кремний на изоляторе и архитектурой “без перекрытия” затвор – вытянутые области сток/исток для минимизации коротко-канальных эффектов. В диапазоне напряжения питания от 0.4 В до 1 В численно исследованы характеристики инверторов на транзисторах с длиной канала 16 нм для высокоскоростных применений и применений с низким уровнем статической мощности.

ВОРОБЬЕВА А.И., ШУЛИЦКИЙ Б.Г. — 2012 г.

Рассматривается процесс получения матрицы высокоупорядоченных вертикально ориентированных углеродных трубок, синтезированных с использованием шаблона из пористого анодного оксида алюминия. Исследуется влияние режимов синтеза на упорядоченность и топологические параметры углеродных трубок. Обсуждается влияние структурных и морфологических изменений в пористом оксиде алюминия, происходящих в процессе высокотемпературного синтеза углеродных трубок, на зарождение и рост углеродных трубок.

ОБОЛЕНСКИЙ С.В., ПУЗАНОВ А.С. — 2012 г.

На основе метода Монте-Карло проведен анализ особенностей переноса электронов в биполярных транзисторных структурах с тонкой базой при воздействии потока квантов высоких энергий. Показано, что возникающая деформация функции распределения электронов по энергии приводит к существенному изменению темпа ударной ионизации в области пространственного заряда коллекторного перехода, как в большую, так и меньшую стороны.