Микроэлектроника

Проведено модельное исследование состава нейтральной и заряженной компонент плазмы SF₆ в широком диапазоне концентраций электронов. Выявлены ключевые плазмохимические процессы, формирующие стационарные концентрации атомов фтора в условиях плазмы низкой и высокой плотности. Показано, что оптимизированные (сокращенные за счет не эффективных реакций) кинетические схемы обеспечивают удовлетворительное согласие результатов расчета с экспериментальными данными из литературных источников.

Рассматриваются полупроводниковые зарядовые кубиты на основе двойной квантовой точки, помещенные в оптический резонатор – дефект в фотонном кристалле, с учетом отклонений их параметров от заданных. Анализируются влияние топологического беспорядка в структуре фотонного кристалла на спектр резонатора и воздействие стохастического поля сторонних зарядов на состояние кубита. Указаны способы ослабления этих эффектов при управлении кубитом и пути оптимизации хранения его состояния.

Разработаны модель и методика моделирования мемристивных кроссбар-массивов с учетом падений напряжения на межсоединениях, шага перестройки уровней проводимости мемристивных элементов и нелинейности их вольт-амперных характеристик. Получены результаты тестирования импульсной нейронной сети в инференс-режиме в задаче распознавания изображений с применением разработанной методики моделирования с учетом характеристик экспериментально изготовленных мемристорных структур.

В рамках теории функционала плотности (DFT) рассчитаны электронная структура, параметры решетки, магнитные и термодинамические свойства TlIn_1–xCr_xS₂ с моноклинной системой. Изучено влияние степени легирования примесями хрома на свойства суперъячеек TlIn_1–xCr_xS₂. Расчеты проводились методами ab initio в приближении локальной электронной плотности (LDA) и в приближении обобщенного градиента (GGA). В DFT расчетах учитывались спин-орбитальные и кулоновские взаимодействия. Изменение концентрации примеси хрома (x = 0.001–0.02) в TlInS₂ не приводит к изменению равновесных параметров решетки и типа магнитного упорядочения в TlIn_1–xCr_xS₂. Фазовые равновесия и устойчивость бинарных и тройных соединений исследованы термодинамическим методом и методом DFT GGA в тройной системе Tl–In–S. Построенный изотермический участок фазовой диаграммы при 298 К подтверждает незначительную область гомогенности, на основе промежуточных тройных соединений, системы Tl–In–S. Энергии образования соединений TlInS₂ и TlIn_1–xCr_xS₂ (x = 0.001–0.02) рассчитаны методом DFT и термодинамически согласуются друг с другом. Энергия образования соединения TlInS₂, рассчитанная теоретическими методами, также согласуется с экспериментальными данными. Это свидетельствует об адекватности используемых расчетных моделей. С целью определения условий стабильного легирования проанализированы термодинамические свойства фаз системы Tl–In–S, установлены стабильные состояния многокомпонентных фаз, устойчивые равновесия между бинарными и тройными соединениями системы TlIn_1-xCr_xS₂. Синтезированы поликристаллы и из них выращены монокристаллы TlIn_1–xCr_xS₂ с различной концентрацией примеси хрома (x = 0, 0.001 и 0.02). Изучены кристаллическая структура, термодинамические, диэлектрические, электрические и дозиметрические характеристики монокристаллов TlIn_1–xCr_xS₂. Проведено сравнение расчетных термодинамических и физических свойств фаз TlIn_1–xCr_xS₂ с экспериментальными данными.

Методом МЛЭ с плазменной активацией азота получены III-нитридные HEMT гетероструктуры, содержащие ультратонкий барьер AlN. Исследовано влияние режимов нуклеации и роста буферного слоя на кристаллическое качество, морфологию поверхности и электрофизические свойства экспериментальных ГС. Слоевое сопротивление оптимизированной ГС составило менее 230 Ом/□. Изготовлены тестовые СВЧ транзисторы с затвором Шоттки. Предложена параметрическая модель HEMT на основе AlN/GaN ГС.

Проведено сравнительное исследование электрофизических параметров плазмы, концентраций атомов фтора, а также кинетики реактивно-ионного травления Si и SiO₂ в смесях CF₄ + Ar/He, CHF₃ + Ar/He и C₄F₈ + Ar/He переменного (0–45% He) начального состава. Установлено, что замещение Ar на He при постоянном содержании фторуглеродного компонента а) возмущает характеристики электронной компоненты плазмы; б) практически не влияет на интенсивность ионной бомбардировки обрабатываемой поверхности; и в) приводит к снижению скоростей травления Si и SiO₂ на фоне аналогичного изменения концентрации атомов фтора. Показано, что доминирующим механизмом травления всегда является гетерогенная химическая реакция, эффективная вероятность которой увеличивается (в плазме CF4) или сохраняет неизменное значение (в плазме CHF₃ и C₄F8) с ростом доли гелия в плазмообразующем газе. Сделаны предположения о механизмах процессов, обуславливающих эти эффекты.