Влияние лазерного излучения на функциональные свойства приборных МОП-структур

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

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.

Об авторах

С. Ш. Рехвиашвили

Институт прикладной математики и автоматизации КБНЦ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: rsergo@mail.ru
Россия, Нальчик

Д. С. Гаев

Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова

Email: rsergo@mail.ru
Россия, Нальчик

Список литературы

  1. Вавилов В.С., Кекелидзе Н.П., Смирнов Л.С. Действие излучений на полупроводники. М.: Наука, 1988. 190 с.
  2. Рехвиашвили С.Ш., Нарожнов В.В. Способ повышения быстродействия транзисторов и транзисторных интегральных схем. Патент РФ № 2799113. Приоритет от 18.03.2022.
  3. Альтудов Ю.К., Гаев Д.С., Псху А.В., Рехвиашвили С.Ш. Биполярный транзистор с оптической накачкой // Микроэлектроника. 2023. T. 52. № 6. С. 489—496.
  4. Рехвиашвили С.Ш., Гаев Д.С. Исследование влияния оптического излучения на интегральную микросхемы ТТЛ-типа // Известия ВУЗов. Электроника. 2024. Т. 29. №3. С.310-318.
  5. Володин В.Я. LTspice: компьютерное моделирование электронных схем. СПб.: БХВ-Петербург, 2010. 400 с.
  6. Wlodarski W., Bergveld P., Voorthuyzen J.A. Threshold voltage variations in n-channel MOS transistors and MOSFET-based sensors due to optical radiation // Sensors and Actuators. 1986. V. 9. № 4. P. 313—321.
  7. Sze S.M., Ng Kwok K. Physics of semiconductor devices. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2006. 815 p.
  8. Ферри Д., Эйкерс Л., Гринич Э. Электроника ультрабольших интегральных схем. М.: Мир, 1991. 327 с.
  9. Ефанов А.В., Энтин М.В. Теория ЭДС Дембера на горячих электронах // ФТП. 1986. Т. 20. № 1. С. 20—24.
  10. Hofstein S.R., Heiman F.P. The silicon insulated-gate field-effect transistor // Proceedings of the IEEE. 1963. V. 51. № 9. P. 1190—1202.
  11. Красников Г.Я. Конструктивно-технологические особенности субмикронных МОП-транзисторов. М.: Техносфера, 2011. 800 с.
  12. Вейко В.П., Либенсон М.Н., Червяков Г.Г., Яковлев Е.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. М.: Физматлит, 2008. 312 с.
  13. Терехов В.А., Манько А.Н., Бормонтов Е.Н., Левченко В.Н., Требунских С.Ю., Тутов Е.А., Домашевская Э.П. Влияние сверхкоротких импульсов электромагнитного излучения на параметры структур металл—диэлектрик—полупроводник // ФТП. 2004. Т. 38. № 12. С. 1435—1438.
  14. Скоробогатов П.К., Никифоров А.Ю., Егоров А.Н. Выбор оптимальных параметров лазерного излучения для моделирования объемных ионизационных эффектов в тонкопленочных кремниевых микросхемах // Микроэлектроника. 2015. Т. 44. № 1. С. 12—27.
  15. Никифоров А.Ю., Скоробогатов П.К., Егоров А.Н., Громов Д.В. Выбор оптимальных параметров лазерного излучения для моделирования ионизационных эффектов в кремниевых микросхемах объемной технологии // Микроэлектроника. 2014. Т. 43. № 2. С. 127—132.
  16. Денисенко В.В. Компактные модели МОП-транзисторов для SPICE в микро- и наноэлектронике. М.: Физматлит, 2010. 408 с.
  17. Красников Г.Я., Горнев Е.С., Игнатов П.В., Мизгинов Д.С. Анализ моделей пробоя подзатворного диэлектрика // Электронная техника. Серия 3: Микроэлектроника. 2018. № 2(170). С. 5—7.
  18. Sawa A. Resistive switching in transition metal oxides // Materials Today. 2008. V. 11. № 6. P. 28—36.
  19. Горшков О.Н., Шенгуров В.Г., Денисов С.А., Чалков В.Ю., Антонов И.Н., Круглов А.В., Шенина М.Е., Котомина В.Е., Филатов Д.О., Серов Д.А. Резистивное переключение в мемристорах на основе гетероструктур Ag/Ge/Si // Письма в ЖТФ. 2020. Т. 46. № 2. С. 44–46.
  20. Пермякова О.О., Рогожин А.Е. Моделирование резистивного переключения в мемристорных структурах на основе оксидов переходных металлов // Микроэлектроника. 2020. Т. 49. № 5. С. 323-333.
  21. Демиховский В.Я., Вугальтер Г.А. Физика квантовых низкоразмерных структур. М.: Логос, 2000. 246 с.
  22. Вуль А.Я., Саченко А.В. Фотоэлектрические свойства структур металл—диэлектрик–полупроводник с туннельно-прозрачным слоем диэлектрика // ФТП. 1983. Т. 17. № 8. С. 1361—1376.
  23. Векслер М.И., Тягинов С.Э., Шулекин А.Ф., Грехов И.В. Вольт-амперные характеристики туннельных МОП диодов Al/SiO2/p-Si с пространственно неоднородной толщиной диэлектрика // ФТП. 2006. Т. 40. № 9. С. 1137—1143.
  24. Белорусовa Д.А., Гольдманa Е.И., Чучев Г.В. Эффект Франца–Келдыша в структурах кремний-сверхтонкий (3.7 нм) окисел-поликремний // Радиотехника и электроника. 2023. Т. 68. № 9. С. 917—920.
  25. Пирогов Ю.А., Солодов А.В. Повреждения интегральных микросхем в полях радиоизлучения // Журнал радиоэлектроники. 2013. № 6. С. 1—38.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».