Надано результати дослідження кремнієвих автоемісійних мікрокатодів з елементами керування на структурах "кремній-на-ізоляторі" для застосування у цифровій електронній літографії. Доповнено рівняння Фаулера-Нордгейма з метою розрахунку автоемісії напівпровідників. Удосконалено методи розрахунку електронної оптики мікрокатода, спосіб і схему керування мікрокатодом. Обгрунтовано умови застосування компактних моделей МОН-транзисторів. Розроблено спосіб виготовлення локальних тривимірних КНІ-структур і показано приклади їх застосування. Розроблено та верифіковано топологію схеми керування, інтегрованої з мікрокатодом, наведено приклад її тиражування в матрицю. Показано розрахункові й експериментальні характеристики тестових структур.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Виявлено ефект формування структурних неоднорідностей в іонно-модифікованих АПП. Наведено фізичну модель ефекту значного збільшення твердості імплантованих плівок. Створено кремнієві шаруваті структури з прихованими мікрокристалітними шарами карбіду кремнію, розглянуто механізм стимулювального впливу домішки кисню на процес їх формування. Для гетерування рекомбінаційно-активних домішок і дефектів запропоновано використання плівки Ge з йонно-променевим перемішуванням або АПП, проаналізовано механізми дії таких гетерів.

  Скачати повний текст

Вивчено вплив термічної обробки монокристалічних напівпровідникових матеріалів на характеристики дислокаційно-домішкової структури та розсіяння рентгенівських променів. Описано явище анізотропії полів напруг у монокристалах кремнію з упорядкованою дислокаційною структурою та процес низькотемпературної повзучості кристалів CdHgTe у разі локального навантаження. Розглянуто процеси динаміки руху дислокацій під дією механічного навантаження в кристалах кремнію як вихідних, так і з твердофазними металевими покриттями. Показано, що виникнення та ріст преципітатів під час термомеханічної обробки кристалів призводять до немонотонного характеру руху дислокацій. Дослідження методом трикристальної рентгенівської дифрактометрії (ТКД) показали анізотропію розсіяння рентгенівських променів упорядкованими дислокаційними структурами. Встановлено, що за кімнатної температури в кремнії відбувається релаксація механічних напруг у порушеному шарі. Обгрунтовано суттєве прискорення процесу розпаду твердого розчину кисню в кристалах Cz - Si за дії механічних напружень, створених введеними в кристал дислокаціями або рядом уколів мікроіндентора. Показано можливість використання у виробництві методів ТКД для діагностики якості матеріалів напівпровідникової промисловості.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності впливу властивостей і характеристик розплаву на кристалізацію монокристалів і розподіл домішок. Проаналізовано вплив електромагнітного поля плавильного індуктора на процеси, які протікають у розплаві. Описано переважні механізми перемішування розплаву в рідкій зоні в процесі вирощування монокристалів кремнію методом безтигельної зонної плавки.

  Скачати повний текст

Проаналізовано закономірності процесів дефектоутворення в шаруватих структурах (ШС) діоксид кремнію-кремній (ДКК) і метал-кремній (МК) і приладних системах на їх основі. Встановлено механізми впливу дефектів на електрофізичні характеристики, моделювання процесів струмоперенесення в даних структурах і системах. Описано властивості та топологічну модель реальної МОН-структури на основі дослідження механізму утворення пластичної деформації на межі поділу ДКК, що призводить до виникнення перехідної області кремнію. Розроблено фізичні моделі струмоперенесення в контактах МК в межах існуючих наближень і модель струмоперенесення в реальних польових МОН-системах в наближенні плавного каналу за результатами досліджень приповерхневої області кремнію (ПОК) в ШС ДКК і МК. Зазначено, що моделі струмоперенесення побудовані на основі дослідження в ПОК шарів з різною провідністю. Описано механізм формування та властивості макродефектів у вигляді дефектів шаруватої недосконалості (ДШН), дендритів і двійникових ламелей в кремнію. Встановлено, що ДШН виникає внаслідок ШС пластин кремнію у місцях скупчення структурних макродефектів. Вивчено тонку структуру, склад дендритів і двійникових ламелей, визначено температури їх дисоціації. Запропоновано механізм формування фотолюмінесценції в хімічно-модифікованій ПОК в ШС ДКК, накопичення додаткового позитивного заряду під час опромінення польових кремнієвих МОН-систем іонізуючим випромінюванням з присутністю енергетичних станів у ПОК.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено науково-обгрунтовані методи для контролю деформацій, механічних напруг структурної досконалості і створення на їх підставі принципів конструювання вимірювального і ростового обладнання, за допомогою якого безруйнівним методом експресно контролюються на всіх стадіях напівпровідникового виробництва геометричні параметри і внутрішня напруга напівпровідникових пластин і структур, а також створено апаратуру для контролю структурної досконалості напівпровідникових кристалів у процесі вирощування. Запропоновано методики і конструкції плоских інфрачервоних полярископів "Міраж-1" та "Міраж-2". Досліджено технологічні процеси високотемпературної обробки. Висвітлено методику контролю щільності дислокацій під час дослідження жорсткості кремнієвих структур виявлено нове явище: зміну форми (згибу) кремнієвих структур після прикладення імпульса навантаження з високою швидкістю.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено фізико-хімічні процеси на межі поділу тверде тіло - досліджуване середовище (рідке або газове). Розроблено нові високочутливі та селективні аналізатори для кількісного визначення іонів важких металів та органічних пестицидів у водяних розчинах, парів аміаку в повітрі. На основі даних розробок покладено два фізичні ефекти: 1) зміна порогової напруги іоночутливої структури електроліт - нітрид кремнію - кремній під час адсорбції іонів водню, утворених внаслідок ферментної реакції; 2) модуляція електропровідності тонких шарів полімерного матеріалу поліаніліну на кремнієвій підкладці під дією пару аміаку.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості створення КНІ-структур (кремній на ізоляторі) з прогнозованими характеристиками шарів полікремнію та впливу лазерної рекристалізації на їх властивості. Наведено результати досліджень електрофізичних та п'єзорезистивних властивостей полікремнійових шарів у КНІ-структурах у широкому інтервалі температур, у тому числі кріогенному. Визначено механізми перенесення носіїв заряду в рекристалізованих шарах полікремнію для різних інтервалів температур і ступенів легування вихідного матеріалу. Показано вплив магнітного поля на електропровідність шарів полікремнію в КНІ-структурах. Наведено рекомендації щодо використання полікремнійових шарів, рекристалізованих лазерним випромінюванням, у мікроелектронних сенсорах для різних інтервалів температур. Розроблено технологію виготовлення мікроелектронних сенсорів тиску та тиску-температури. Встановлено особливості процесу формування мембран чутливих елементів сенсорів з використанням оригінальної методики анізотропного травлення. Розроблено мікроелектронні п'єзорезистивні сенсори тиску на основі КНІ-структур для аеродинамічних досліджень, медико-біологічного призначення, сенсори зусилля та ємнісні сенсори тиску, а також багатофункціональні сенсори для одночасного вимірювання тиску і температури на основі КНІ-структур, досліджено їх характеристики та параметри.

  Скачати повний текст

Вивчено питання розробки технології отримання та дослідження електрофізичних параметрів надчистих і структурно досконалих монокристалів Si для детекторів та приймачів випромінювань. Побудовано й експериментально обгрунтовано завершений комплект фізичних і математичних моделей процесів для розрахунку технологічних режимів безтигельного зонного очищення та вирощування надчистих монокристалів Si з заданими електрофізичними та структурними параметрами, визначення придатності полікристалічного Si для отримання надчистих монокристалів Si. Викладено результати комплексного дослідження різноманітних джерел технологічних забруднень. Реалізовано нові додаткові процеси низькотемпературної та радіаційно-термічної реабілітації електрофізичних параметрів надчистих бездислокаційних монокристалів Si та підвищення їх пружності під час механічних операцій. Розглянуто наукові та практичні засади промислових методів високоточного та однорідного легування монокристалів Si різноманітними домішками, нейтронно-трансмутаційного та гамма-трансмутаційного легування Si.

  Скачати повний текст

Визначено, що швидкості травлення та дифузії, а також форма канавок залежать від виду прикладеного механічного навантаження - розтягу чи стиску. Для пояснення знайденої залежності запропоновано фізичну модель впливу зміни властивостей кристалу, що виникають у разі прикладення механічних навантажень.

  Скачати повний текст

З'ясовано природу та стуктуру домішкових і власних парамагнітних дефектів у кристалах GaAs, SiC та кремнієвих матеріалах, в яких утворюються нанокристаліти. Встановлено, що резонансне спінове поглинання центрів Mn у нейтральному стані має електродипольну природу. Визначено симетрію та параметри надтонкої взаємодії для мілкої домішки бору у 3C - SiC. Визначено параметри спін-гамільтоніана трьох основних дефектів Ку1, Ку2 та Ку3, утворених опроміненням електронами кристалів 6H - SiC p-типу.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив бомбардування високоенергетичними частинками (іонами, протонами, нейтронами, гамма-квантами, альфа-частинками) на механічні й електричні властивості напівпровідників і прикладних шаруватих структур на їх основі. Для вивчення формування тонких шарів силіцидів металів наноелектроніки використано Резерфордівське зворотне розсіювання. Розроблено систему вимірювання модуля пружності кремнію у процесі опромінення. Створено пристрій для дослідження зразків під час опромінення в горизонтальному каналі ядерного реактора. Досліджено механічні напруження в іонно-легованих шарах кремнію, виявлено його розпухання під час імплантації та виникнення дислокаційних систем поблизу межі легована-нелегована область. Розроблено практичні рекомендації для підвищення експлуатаційних характеристик і радіаційної стійкості приладних структур мікроелектроніки. Встановлено, що процес термоелектротренування суттєво підвищує радіаційну стійкість елементів.

  Скачати повний текст

У дисертації досліджено структуру і фізичні властивості кремнійових композицій і приладів із розупорядкованими шарами імплантованого і пористого кремнію. На широкому матеріалі із використанням джерел різнорідної часової приналежності у роботі розглянуті антивіддзеркалювані та гетеруючі властивості шарів імплантованого та пористого кремнію. Проведено комплексні дослідження структурних і фізичних властивостей композицій від умов їх формування. Проведено електрофізичні дослідження отриманих фотоелектричних перетворювачів і транзисторних структур.

  Скачати повний текст

Виявлено ефект впливу кристалографічної орієнтації кремнію на квантовий вихід фотолюмінесценції поруватого кремнію (ПК) у процесі анодизації. Запропоновано модель, що пояснює відмінність залежностей розмірів нанокластерів від умов травлення для зразків ПК з різною кристалографічною орієнтацією вихідної підкладки. Розроблено напів'якісну теоретичну модель фоточутливості гетеропереходу ПК-(c-Si) на основі низькорозмірного ПК. За фотоелектричним методом визначено ширину забороненої зони, дифузійну довжину неосновних носіїв заряду та показано можливість визначення середнього діаметру квантових ниток. Вивчено механізм струмоперенесення та фоточутливість сендвіч-структур Al/ПК - (c-Si)/Al. Зазначено про можливість зміни струмоперенесення з тунельного струму в термореактиваційний. Інверсію знаку фото-ЭРС пояснено варізонністю ПК і наявністю гетеромежі ПК - (c-Si). Установлено явище лавинного множення носіїв заряду в ПК. Досліджено основні характеристики електролюмінесценції, а також вплив рівня інжекції носіїв заряду на її квантовий вихід.

  Скачати повний текст

Проведено моделювання впливу нанокристалітів і домішок рідкісноземельних металів на зонну будову й електропровідність матеріалу, а також показано їх вплив на фоточутливі характеристики фотоприймачів, що забезпечило теоретичне підгрунтя у пошуку оптимальних технологічних режимів. Встановлено зв'язок наноструктури та хімічного складу плівок з технологічними параметрами синтезу. Встановлено, що електропровідність та фоточутливість нанокристалічних кремнієвих плівок зростає у разі збільшення степені кристалічності матеріалу, водночас як зростання УФ-чутливості спостерігається у разі зменшення розмірів нанокристалітів. Встановлено зростання електропровідності, фото- та УФ-чутливості кремнієвої плівки у разі введення до її складу домішків рідкісноземельних металів. Досліджено вплив домішок РЗМ на величину фото-енергорушійної сили гетеропереходів на основі плівок нанокристалічного кремнію. Запропоновано технологічні режими, в яких фото- та УФ-чутливість фоторезисторів і фотодіодів, а також ефективність та стабільність фотоелектричних перетворювачів досягає максимальних значень.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено питання процесу формування двовимірних фотонних структур макропористого кремнію за електрохімічним методом для трансформації спектра електромагнітного випромінювання та розробки випромінювальних структур та теплових приймачів. Виготовлено структури макропористого кремнію з діаметром макропор 1 - 15 мкм і глибиною до 250 мкм.

  Скачати повний текст