Розроблено алгоритми для вбудовування МОН-моделей для проектування у субмікронному діапазоні. Запропоновано підбір режиму точності шляхом спрощення розрахункових виразів залежно від класу задачі (схеми, розрахунку, технології та топологічних розмірів). Створено методику врахування ємностей та уточнено співвідношення для ємностей у прямому та інверсному режимах. Встановлено, що на швидкість збіжності обчислень не впливає друга похідна заряду у вузлах транзистора за вузловою напругою. Модифіковано формули розрахунку згладжувальних функцій для застосування у пакеті ALLTED.

  Скачати повний текст

Запропоновано методику розрахунку теплових полів у транзисторі, яка базується на спільному розв'язанні рівнянь фізико-топологічної моделі та рівняння теплопровідності в двовимірному наближенні. Розроблено математичні моделі й алгоритми, що дозволяють побудувати розподіл температури вздовж транзисторної структури, виявити зони перегріву й уточнити параметри моделі на етапі проектування. Досліджено методику врахування ефекту саморозігріву в транзисторі за рахунок введення в схемну модель додаткових баластних опорів і залежного джерела. Встановлено залежність коефіцієнта зворотного зв'язку від номіналів баластних опорів у базовій і емітерній областях транзистора та визначено рекомендації щодо вибору оптимальних значень баластних опорів. Встановлено характер впливу ефекту саморозігріву на вихідні та частотні характеристики. Розроблено та запатентовано спосіб розрахунку теплового опору субмікронного транзистора за його тепловою моделлю. Встановлено залежність величини теплового опору кристала транзистора від форми та геометричних розмірів кристала та затвора транзистора, режимів роботи транзистора, а також від кількості шарів легування та степеня легування підзатворної області.

  Скачати повний текст

Вперше розроблено двовимірні математичні моделі та алгоритми для аналізу процесу дрейфу носіїв заряду (НЗ) у гетероструктурних транзисторах з квантовими точками (КТ). Встановлено механізм підвищення дрейфової швидкості (ДШ) НЗ у гетеротранзисторі з КТ з урахуванням розмірного квантування. Вперше одержано розподіли потенціалу, ДШ, електронної температури, концентрації рухливих НЗ для гетеротранзисторів з КТ за допомогою двовимірної числової моделі. Встановлено, що ДШ у каналі гетеротранзистора з КТ зростає у порівнянні з гетеротранзистором без КТ внаслідок інжекції "холодних" електронів з КТ та ударної іонізації і тунелювання, за відстані між гетероконтактом і шаром КТ менше довжини хвилі оптичного фонона - за рахунок квантування фононного спектру. Досліджено, що за умов переважного розташування КТ у стокового краю затвора ДШ НЗ у каналі вищі, середні значення ДШ у 1,5 раза перевищують ті ж значення для транзистора з КТ, розташованими в області витоку. Визначено залежність швидкості й концентрації НЗ у каналі від ширини квантової ями і розмірів КТ. Зростання ДШ і перерозподіл концентрації НЗ спостерігається у двоканальному гетеротранзисторі з КТ. Розроблено схемотехнічні моделі для розрахунку і аналізу малосигнальних та шумових параметрів субмікронних і нанорозмірних багатоканальних гетероструктур з КТ для оптимізації фізико-топологічних параметрів транзисторів на основі результатів фізико-топологічного моделювання. Визначено вплив одержаних моделей на вихідні характеристики топології, геометричних розмірів і концентрації КТ, параметрів гетеропереходів у взаємозв'язку з неоднорідностями гетероструктур у третьому вимірі.

  Скачати повний текст

Викладено теоретичні засади, методи та засоби створення нового класу радіовимірювальних мікроелектронних перетворювачів температури, тиску, магнітного поля, оптичного випромінювання, сумісних з мікроелектронною елементною базою, принцип роботи яких грунтується на функціональній залежності реактивних властивостей транзисторних структур з від'ємним опором від дії зовнішніх фізичних факторів. Виконання даних робіт створює основи для проектування конкурентоспроможних зразків зазначеної продукції. Вперше розроблено елементи теорії термореактивного, фотореактивного, тензореактивного та магнітореактивного ефектів для чутливих елементів радіовимірювальних перетворювачів у вигляді біполярних і польових транзисторів на основі розв'язку рівняння перенесення та рівноваги Пуассона, що дало можливість отримати залежність активної та реактивної складових від температури, оптичного випромінювання, магнітного поля та тиску. Доведено, що дані залежності є суттєвими для створення нового класу радіовимірювальних мікроелектронних перетворювачів з поліпшеними економічними та метрологічними показниками. Апробовано математичні моделі зазначених перетворювачів, в яких ураховано вплив температури, тиску, магнітного поля, оптичного випромінювання на елементи нелінійних еквівалентних схем пристроїв, що описуються системою рівнянь, на основі яких одержано аналітичні вирази для функції перетворення та рівняння чутливості. Розроблено електричні схеми перетворювачів, оптимізовано їх конструкції та режими роботи. Значну увагу приділено пакетам прикладних програм для моделювання та розрахунків характеристик радіовимірювальних мікроелектронних перетворювачів.

  Скачати повний текст

Проаналізовано вимоги до перемикальних напівпровідникових приладів на основі метал-окисел-напівпровідникових (МОН) структур, а також розв'язано задачі з реалізації даних вимог. Розроблено конструкцію вертикального МОН-транзистора з каналом, яка дозволяє отримати високу густину упаковки елементів. Оптимізовано технологічні методи одержання перемикальних p-канальних МОН-структур з подвійною дифузією. Для зниження дефектності та підвищення стабільності їх електрофізичних параметрів використано методи гетерування, введені до оптимального маршруту формування МОН-транзисторних структур. Розвинуто математичну модель МОН-транзистора з подвійною дифузією в наближенні, в якій латеральний розподіл домішки вздовж каналу є експоненційним. Досліджено можливість виготовлення потужних перемикальних МОН-транзисторів з використанням мембранних структур на базі використання технології селективного травлення кремнію. Показано, що найбільш перспективними є перемикальні МОН-транзистори, керовані малопотужними сигналами безпосередньо від рівнів вихідних сигналів інтегральних мікросхем.

  Скачати повний текст

Вивчено методи розширення області безпечної роботи потужних напівпровідникових приладів (ПНП) за рахунок покращання рівномірності розподілу напруженості електричного поля та щільності струму в структурі ПНП з об'ємним ділильним шаром (ОДШ) за умов збереження швидкодії та малих енергетичних втрат у стаціонарному та динамічному режимі. Наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень щодо розширення області безпечної роботи (ОБР) потужних напівпровідникових приладів з метою реалізації оптимальної сукупності параметрів потужного напівпровідникового ключа. Наведений конструктивний елемент - об'ємний ділильний шар - дозволяє суттєво підвищити однорідність розподілу електричного поля в області просторового заряду, знизити вірогідність виникнення електричної форми вторинного пробою. Одержано залежність максимальної напруги від місцерозташування ОДШ у структурі p - n переходу. Встановлено зв'язок між максимальною динамічною напругою та параметрами структури в головному режимі роботи транзистора. Досліджено вплив локальних рекомбінаційних областей, зумовлених опромінюваннями alpha-частинками, на підвищення швидкодії високовольтних транзисторних структур з ОДШ. Наведено результати проведених експериментальних досліджень щодо можливості застосування техніки ОДШ для розширення ОБР ПНП.

  Скачати повний текст