Отзыв оппонента 3 (Повышение импульсно-частотных, тепловых и инжекционных характеристик биполярных кремниевых структур методом радиационно-термической обработки)

отзыв официального оппонента на диссертацию ЛАГОВА ПЕТРА БОРИСОВИЧА на тему «ПОВЬШ1ЕНИЕ ИМПУЛЬСНО-ЧАСТОТНЫХ„ТЕПЛОВЫХ И ИНЖЕКЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БИПОЛЯРНЫХ КРЕМНИЕВЫХ СТРУКТУР МЕТОДОМ РАДИАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ», представленную на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.27.01 — Твердотельная электроника„радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника, приборы на квантовых эффектах, А альность темы иссе тя ии Актуальность темы диссертации Лагова П.Б. сомнений не вызывает, так как его работа, в конечном счете, направлена на улучшение качества электронной компонентной базы„что весьма никло для создания современной многоканальной аппаратуры в микроэлектронном исполнении.

Важность и актуальность работы Лагова П.Б. подтверждаются и тем, что она ориентирована на последовательное внедрение радиационно-термических обработок на Российских предприятиях, что позволит улу ппить качество продукции целого сегмента электронной промышленности. в ряде случаев превысить мировой уровень и осуществить реальное импортозамещение Со е жанне иссе та ии и ее новизна и тео етическаи енность Диссертация общим объемом 342 страницы состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы из 291 наименования, приложения. Во введении автор формулирует цель работы, перечисляет основные задачи исследования, определяет научную новизну и значимость работы, ее практическую ценность.

Там же он формулирует основные положения„представляемые к защите и приводит сведения об апробации работы, В первой главе проведен анализ физических процессов в полупроводниковых структурах на основе кремния при воздействии различных видов проникающих излучений.

Показано, что долговременные изменения электрофизических параметров материалов и электрических параметров приборных структур обусловлень1 преимущественно эффектами смещения атомов и являются основой РТО. Рассмотрены ионизационные и структурные эффекты, характерные для различных видов излучений (электроны, протоны, нейтроны, ионы гелия и др.). Показано, что наиболее перспективным представляется поиск вариантов РТО, обеспечивающих локальное и наиболее термически устойчивое изменение физических свойств кремния на различной глубине приборной структуры. Во второй главе описывается теоретические представления о рекомбинационных процессах в биполярных кремниевых структурах и их влияние на статические и динамические параметры.

Рассмотрено влияние энергетики на рекомбинационцое и генерационное время жизни носителей заряда. Приведены результаты теоретических исследований, направленные на поиск оптимальных решений, в том числе с учетом концентрации основной легирующей примеси, температуры и уровня инжекции, Третья глава посвящена повышению импульсно-частотных характеристик биполярных транзисторов методами радиационно-термических обработок. В ней проведена оптимизация комплекса параметров биполярных транзисторов методами радиационно-термических обработок. Рассмотрены некоторые особенности работы и конструкции.

Проведены исследования на различных структурах и выборочно представлены для 2Т3117, 2Т378, 2Т388 (АО «Арсенал»), фототранзисторных структурах, применяемых в оптопарах 3ОТ12б (АО «Оптрон») и 2Т9138 (АО «ФЗМТ»). Проведено моделирование воздействия ускоренных ионов на полупроводниковые структуры от комплекса параметров технологического ионного облучения. Четвертая глава рассматривает повышение импульсно-частотных характеристик кремниевых диодных структур методами радиационно-термических обработок. В ней рассмотрены принципы работы выпрямительных кремниевых диодов и основные выражения. описывающие их работу. Приведены оригинальные экспериментальные результаты по исследованию технологической обработки структур импульсных диодов ускоренными электронами.

Проведен анализ различных структур, Из полученных результатов следует, что РТО на основе обработки ионами углерода приводит к более стабильным изменениям свойств биполярных структур, и может быть нсгюльзована до формирования контактной металлнзации, а также для локального диффузионного легирования примесями металлов.

В пятОЙ главе рассмотрено экспериментальна-технологическое оборудование РТО. Приведены краткое описание применявшегося оборудования, а также предложения па разработке компактного технологического ускорителя протонов. В заключении автор формулирует наиболее важные результаты диссертации. Содержание диссертации свидетельствует о ее внутреннем единстве и всестороннем подходе к исследованию. Научная новизна и значимость диссертации проявляется в целом ряде аспектов. Обосновано локальное регулирование времени жизни неосновных носителей заряда в активных областях кремниевых биполярных структур различных конструктивно-технологических типов определяется имплантацией ускоренных ионов бора или углерода, Доказано величина имплантации ионов бора и углерода характеризуется меньшим ионизационным структурным повреждением диоксида кремния в структуре «диоксид кремния — кремнийв при сопоставимых концентрациях первичных вакансий в канне пробега имплантируемых ионов в сравнении с ионами водорода и гелия, и может быть использована как средство повышения быстродействия структур мощных полевых транзисторов, Имплантация ионов бора и углерода может использоваться для локального регулирования времени жизни кремниевых биполярных структур.

Локальная имплантация ионов водорода, гелия, бора и углерода в оптимальных режимах позволяет реализовать снижение времени переключения каллектарнога перехода биполярных транзисторов и фототранзисторов без ухудшения усилительных и фотоэлектрических характеристик и не приводит к нежелательному росту напряжения насыщения коллектор-эмиттер. Повышенная термостабильность локально модифицированных свойств биполярных структур после обработки ионами бора или углерода может быть использована для реализации способа локального термодиффузионного легирования примесями металлов диффузией из напыленнога слоя.

Получены оригинальные закономерности изменения основных электрических параметров биполярных и биполярно-полевых приборов различных классов при технологической радиационной обработке на ускорителях электронов и ионов и последующем стабилизирующем отжиге. Разработана и при разработке режимов апробирована радиационнотехнологических процессов расчетно-экспериментальная методика оценки эквивалентного локального воздействия высокоэнергетичных ионов различной природы на кремниевые биполярные структуры, основанная на расчегной оценке эффектов смещения.

Предложен новый способ протонной обработки полупроводниковых структур, сочетающий преимущества обработки электронами и протонами, и позволяющий реализовать как локальное, так и равномерное формирование центров рекомбинации в активных областях биполярных структур, Все исследования проведены непосредственно автором. Это подтверждается многочисленными публикациями в отечественной и зарубежной прессе, патентами, учебно-методическим обеспечением, а также многократными выступлениями на международных и российских научных конференциях и семинарах.

Теоретическая ценность заключается в определенных автором закономерностях протекания физических процессах при различных ремах РТО и получении оптимального сочетания параметров процесса на импульсно-частотные, тепловые и инжекционные характеристики приборов. П актичесиаи сивость иссе та ии. остове ность ее выво ов Практическая ценность выводов, сделанных в диссертации, очевидна. В ней в систематизированном виде излагается целый комплекс рекомендаций оптимального сочетания параметров РТО на импульсно-частотные„тепловые и инжекционные характеристики приборов, отвечающих современным требованиям науки и техники.

Обоснованность и достоверность научных положений, сформулированных в диссертации, подтверждается многочисленными результатами моделирования и практическими разработками, лабораторными исследованиями. К итинесиие замечании Представленная работа имеет явно выраженный эмпирический характер, тем не менее целесообразно представить хотя бы в общем виде основные зависимости импульсно-частотных, тепловых и инжекционных характеристик структур от параметров радиационно-термической обработки.

При разработке режимов РТО для диодных структур в составе биполярных транзисторов с изолированным затвором и полевых транзисторов не рассмотрены модели распределения носителей заряда в соответствующих активных областях при переключении и не определены критерии выбора положения рекомбинационных слоев, Для построения рассматриваемых в диссертации параметров радиационно- термической обработки автор предлагает разработать компактный технологический ускоритель протонов. Оппонент находит данное решение наиболее целесообразным, тем не менее, необходимо привести рекомендации к существующим ускорителям с точки зрения их промьппленной реализации, для большого числа партий пластин, Предложенные автором рекомендации к ускорителю, по моему мнению, является более универсальными, чем это следует из диссертации, и может применяться при исследовании радиационной стойкости.

Однако, автор не акцентировал свое внимание на такой возможности. В процессе изучения диссертации стало ясно, что среди задач, рассматриваемых диссертантом, задача радиационной стойкости микросхем не предусматривалась. Однако, учитывая, что работа связана, в конечном счете. с разработкой физической и космической аппаратуры, считаю недостатком, что автор не высказал свои соображения по данному вопросу. Можно отметить еще ряд мелких замечаний, встречаются описки, опечатки, неудачные обозначения и т.д. Об ау о анка иссе та и В целом диссертация Лагова П.Б. отвечает задачам современного развития науки и техники и является научно-квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технические и технологические разработки, имеющие существенное значение для развития микроэлектроники в частности для улучшения их качества и повьппения надежности.

Материал диссертации изложен достаточно четко, оформление отвечает установленным требованиям, содержание автореферата соответствует основным положения диссертации. Автореферат отражает содержание диссертационной работы. Диссертация соответствует специальности 05,27.01 — Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника. приборы на квантовых эффекгах.

Таким образом, работа удовлетворяет требованиям Положения ВАК Министерства образования и науки РФ. предявляебмым к докторским диссертациям. а Лаков П.Б. заслуживает присуждения ему степени доктора технических наук по специальности 05.27.0! — Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- н нано- эдектроника, приборы на квантовых эффектах. Официальный оппонент.

Заведуюзцнй кафедрой Вычислительной техники и информационных систем ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова» 394018, г. Воронеж, ул. Тимирязева, д.8 тел+7 1473) 2-53 — 84-11, +7(473) 2 53-78 — 47 Адреса электронной почты: «81 га,'й!т81 га.ягп.ги Зольников Владимир Константинович 02 февраля 2018 года .