Том 53, № 3 (2024)

Исследовано влияние неоднородности катодного слоя LiCoO₂, нанесенного методом магнетронного распыления, на емкость твердотельных тонкопленочных литий-ионных аккумуляторов (ТТЛИА). Показано, что неоднородность пленки соответствует распределению плотности плазмы магнетрона и угловому распределению распыляемых частиц. Исследована зависимость емкости ТТЛИА на основе LiCoO₂ от расстояния от центра подложки. Установлено, что максимальная емкость соответствует плотной части тороидальной области плазмы. Показано, что основными причинами более низкой емкости аккумуляторов, сформированных в центральной части подложки и на периферии, являются побочные фазы кобальтита лития и меньшая толщина катодного слоя.

В работе представлены результаты теплового моделирования кристалла монолитной интегральной схемы (ИС) полумоста с драйвером управления и нормально закрытыми силовыми транзисторами с высокой подвижностью электронов, выполненного на гетероструктуре нитрид галлия — кремний-на-диэлектрике (GaN-on-Si-on-Insulator, GaN-on-SOI). Показано, что основным источником тепла в ИС являются выходные силовые GaN транзисторы, тепло от которых, распространяясь по объему кристалла, приводит к нагреву логического блока ИС, а также увеличению температуры блока драйверов. Нагрев силовых транзисторов приводит к росту сопротивления их канала, что ведет к падению выходного тока ИС. Нагрев блока драйверов уменьшает ток его транзисторов и, как следствие, увеличивает время переключения выходных силовых GaN транзисторов. Нагрев логического блока ИС приводит к росту длительности фронтов формируемых сигналов управления, что ухудшает динамические характеристики ИС. Сравнительный анализ распространения тепла для кристаллов ИС на основе гетероструктур GaN-on-SOI и GaN-on-Si показал, что в направлении к обратной стороне кристалла структура GaN-on-SOI имеет удельное тепловое сопротивление примерно на 40% большее, чем структура GaN-on-Si. При этом удельное тепловое сопротивление в направлении распространения тепла от горячей зоны транзистора к обратной стороне кристалла у структуры GaN-on-SOI почти на два порядка величины больше, чем в направлении его распространения к лицевой стороне кристалла. Полученные результаты были использованы для оптимизации топологии расположения функциональных блоков GaN-on-SOI ИС, а также для введения дополнительных топологических элементов, способствующих распределению и отводу тепла с лицевой поверхности кристалла.

В работе проведено усовершенствование и расширение области применения предложенной ранее авторами теоретической модели, которая описывает взаимосвязь прочностных и электромиграционных (диффузионных) свойств интерфейсов, образованных соединенными материалами. В рамках развитой модели установлено линейное соотношение между величинами работы обратимого разделения интерфейса W_a и энергии активации электромиграции H_EM в интерфейсе. Выполнены оценки и проведено сравнение коэффициентов полученного соотношения с данными экспериментов по исследованию электромиграции в медном проводнике, покрытом защитным диэлектриком. Используя также развитую ранее авторами модель, которая описывает зависимость величины W_a от концентраций неравновесных решеточных дефектов, имеющихся в объемах соединенных материалов, предсказан и исследован ряд эффектов, обусловленных влиянием такого рода дефектов на процессы, вызванные электромиграцией. В работе показано, что путем введения в объемы соединенных материалов неравновесных решеточных дефектов в виде атомарных примесей внедрения или замещения можно эффективно влиять на характеристики электромиграционной неустойчивости формы межслойной границы. Для примесей внедрения выполнены количественные аналитические оценки концентрации примесей, необходимой для значительного изменения (как увеличения, так и уменьшения) характерного времени нарастания неустойчивости формы изначально плоского интерфейса.

Технология встроенной Flash-памяти с расщепленным затвором существует уже несколько десятилетий и стала стандартом применения для широкого спектра устройств, например микроконтроллеров и смарт-карт. Среди них, благодаря ряду преимуществ, наибольшее распространение получила технология энергонезависимой памяти SuperFlash компании Silicon Storage Technology. В данной статье представлены результаты исследования структуры ячеек памяти, подробно рассмотрен принцип их работы и основные технологические этапы производственного процесса формирования транзисторных структур.

Определены условия роста методом HW CVD слоев Ge n-типа проводимости с параметрами, требуемыми для создания Ge-МДП-транзистора с индуцированным каналом p-типа. Оптимизированы условия осаждения методом электронно-лучевого осаждения и последующего отжига слоев подзатворного high-k диэлектрика ZrO₂:Y₂O₃, позволяющие достигнуть величины тока утечки 5 × 10^–6 А/см². Для разработанной приборной структуры проведен расчет некоторых параметров Ge-МДП-транзистора, таких как длина канала, максимальное напряжение между стоком и истоком, пробивное напряжение.

Изучены электрофизические свойства приборных МОП-структур (конденсатор, полевой транзистор с изолированным затвором и индуцированным каналом, КМОП-интегральная схема) при воздействии на них немодулированного лазерного излучения. Измерены статические и динамические характеристики. Теоретическое исследование проведено с использованием разработанных SPICE-моделей и численных экспериментов. Получено выражение для вольт-амперной характеристики полевого транзистора, работающего в режиме с постоянной оптической засветкой. Показано, что характеристики структур определяются генерацией и рекомбинацией неравновесных носителей заряда, эффектом поля, фотовольтаическим эффектом в p—n-переходах, эффектом Дембера и туннелированием носителей заряда через подзатворный диэлектрик. Результаты работы представляют интерес с точки зрения создания быстродействующих транзисторов и интегральных микросхем нового типа.