Микроэлектроника

Проведены зондовые и спектральные измерения плазмы газовой среды BCl₃–Cl₂. Получены данные по влиянию начального состава газовой среды на напряженность электрического поля, температуру газа, концентрацию частиц, приведенную напряженности электрического поля в условиях тлеющего разряда постоянного тока. Проанализированы спектры излучения плазмы газовой среды BCl₃–Cl₂, идентифицированы основные излучающих компонентов и установлены взаимосвязи между интенсивностями излучения и концентрациями частиц.

МЭМС-переключатели представляют значительный интерес для перспективных радиоэлектронных систем, но до сих пор не нашли широкого применения вследствие невысокой надежности микроконтактов. Переключатель развивает малое контактное усилие, что приводит к высокому и нестабильному контактному сопротивлению. Усилие обычно увеличивается за счет использования электродов сложной формы и большой площади, однако простая и компактная конфигурация более предпочтительна. В настоящей работе представлен ключ на основе кантилевера длиной 50 мкм. Впервые описана методика подбора вертикальных размеров изделия, увеличивающая силу прижима до значений свыше 100 мкН, необходимых для надежной работы контактов. Изготовлены и испытаны тестовые образцы, выполнено сравнение рабочих характеристик с результатами расчетов.

Предложено конструктивно-топологическое решение и проведено моделирование туннельного полевого транзистора нового типа. Прибор представляет собой вертикальный баллистический полевой транзистор на основе находящейся в матрице Al₂O₃ цилиндрической нелегированной Al_xGa_1–xAs квантовой нанопроволоки с цилиндрическим металлическим затвором. Для заданной геометрии приборной структуры найдено оптимальное значение меняющейся вдоль канала транзистора доли алюминия в составе полупроводника, при котором в отличие от обычного туннельного полевого транзистора обеспечивается не только полное снятие квантового барьера для электронов положительным затворным напряжением, но и минимально возможное электрическое сопротивление канала транзистора. Рассчитаны вольт-амперные характеристики транзистора в рамках строгого квантово-механического описания электронного транспорта в его канале с учетом непараболичности зонной структуры полупроводника.

Представлены результаты исследований изменения электрофизических параметров p-i-n-фотодиодов изготовленных на пластинах монокристаллического кремния p-типа проводимости ориентации (100) с ρ = 1000 Ом см, при облучении γ-квантами от источника ⁶⁰Со. Установлено, что в результате облучения p-i-n-фотодиодов дозами до 2 × 10¹⁵ квант/см² происходит увеличение обратного темнового тока более, чем на порядок. Однако форма кривой зависимости тока от приложенного обратного напряжения облученных p-i-n-фотодиодов качественно не изменяется, как и для исходных приборов имеют место три области с различной зависимостью тока от напряжения: сублинейной, суперлинейной и линейной, обусловленные различными механизмами генерационно-рекомбинационных процессов в области обеднения p-n-перехода. Основной причиной возрастания обратного тока p-i-n-фотодиодов в результате облучения γ-квантами является образование генерационно-рекомбинационных центров радиационного происхождения вследствие конденсация первичных радиационных дефектов (вакансий и/или собственных междоузельных атомов) на технологических остаточных дефектах структуры, сформировавшихся как во время выращивания монокристаллов кремния, так и при последующих высокотемпературных обработках в процессе формирования приборов.

Макромолекулярная система, встраиваемая в полупроводниковый микроэлектронный прибор, рассмотрена в виде биомолекулярного нано или микро размерного домена, выполняющего функции преобразования акустоэлектронных и электромагнитных сигналов. Обсуждены вопросы выбора веществ, структурного, динамического и функционального состояния домена, а также физические основы его взаимодействия с элементами матрицы. Методом суперкомпьютерного неравновесного моделирования молекулярной динамики исследован процесс возбуждения вынужденных колебаний в молекулах аминокислот (на примерах глицина, триптофана, дифенил-L-аланина) при воздействии коротких (10–100 пс) пакетов электрических сигналов ИК диапазона с несущей частотой в интервале 0.5–125 ТГц. Акустоэлектронная интерпретация генерации колебаний осуществлена с помощью адаптированной эквивалентной схемы пептидной группы. Приведены примеры разрабатываемых прототипов гетерогенных приборов. Сделан вывод о том, что встраиваемые биомолекулярные домены могут стать основой многофункциональной элементной базы, перспективной для преобразования сигналов в гибридной микроэлектронике.