Автореферат (1025772), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Установлено, что диффузионные процессы в наноразмерных AlAs/GaAs РТС иомических контактах приводят к изменению формы ВАХ РТД, ухудшению выходныхэлектрических параметров смесителей радиосигналов на основе РТД и, соответственно,постепенному отказу смесителей радиосигналов.2. Разработана математическая модель деградационных процессов в РТД, состоящаяиз суперпозиции двух моделей: математической модели деградации резонанснотуннельной гетероструктуры, связанной с диффузией Al и Si в РТС и приконтактныхобластях (в ее основе лежит метод конечных элементов), и математической моделидеградации контактного сопротивления ОК, связанной с диффузионным размытиемструктуры ОК (в ее основе лежит разработанная функциональная зависимостьконтактного сопротивления омических контактов от времени и температуры).
Входнымиданными для моделей являются конструкторско-технологические параметры РТД иусловия эксплуатации смесителя радиосигналов.3. Показана применимость метода ИК-спектральной эллипсометрии для определениякоэффициентов диффузии Al и Si в AlAs/GaAs резонансно-туннельныхгетероструктурах. Определены активационные параметры диффузии Al и Si в РТС и15приконтактных областях (предэкспоненциальный множитель D0 лежит в диапазоне от0,17 до 0,22 см2/c, энергия активации диффузии Ea равна 3,5 эВ).4. Предложена функциональная зависимость контактного сопротивления RСомических контактов, которая связывает конструкцию и технологию изготовленияомического контакта, а также длительность t и температуру эксплуатации T сизменением RС.
Зависимость RС (t, T) экспериментально определена для двух партий РТДс AuGeNi омическими контактами (коэффициенты γ омических контактов оказалисьравны 25 и 408,2 Ом/с0,5).5. Для обеспечения заданного уровня надежности РТД и смесителей на их основерекомендовано выбирать рациональные конструкторско-технологические параметрыРТС, приконтактных областей и омических контактов на основе разработанной методикипрогнозирования надежности РТД и смесителей на их основе. Основными этапамиметодики является моделирование деградационных процессов в РТД и их влияния наВАХ РТД в разработанном программно-расчетном комплексе dif2RTD и моделированиевыходных электрических характеристик смесителя радиосигналов на основе РТД вMicrowave Office.6.
Показано, что коэффициент γ омических контактов и коэффициенты диффузии Alи Si в GaAs могут быть использованы в качестве параметров оптимизации на этапеотработки технологии изготовления РТД и смесителей радиосигналов на их основе. Всоответствии с этим разработаны: алгоритм выбора вариантов исполнения омических контактов смесительных РТД сцелью поиска омических контактов с минимальной скоростью термическойдеградации при эксплуатации смесительных AlAs/GaAs РТД; алгоритм выбора режимов технологической операции МЛЭ с учетомтехнологических особенностей оборудования с целью минимизации деградацииAlAs/GaAs РТС в процессе изготовления и эксплуатации СмР.7. Предложено оценивать качество изготовления AlAs/GaAs РТД по величинамкоэффициентов диффузии Al и Si в GaAs, отражающих интенсивность диффузионныхпроцессов в резонансно-туннельной гетероструктуре, и коэффициента γ, отражающегоскорость деградации омических контактов.
Исходя из этого, разработаны: технологическая операция выборочного контроля качества изготовлениянаноразмерных AlAs/GaAs резонансно-туннельных гетероструктур на основеИК-спектральной эллипсометрии, заключающаяся в определение диффузионногоразмытия слоев РТГС в результате ускоренных испытаний методом ИК-СЭ, ипоследующем расчете коэффициентов диффузии Al и Si в РТГС; технологическая операция селекции смесительных AlAs/GaAs РТД по степени ихнадежности, в основе которой лежит оценка изменения ВАХ РТД за счётвоздействия температурного фактора и прогнозирование численных значений какиндивидуальной, так и групповой надёжности РТД и СмР на их основе.8.
Предложены рекомендации по изменению параметров конструкции наноразмернойAlAs/GaAs РТГС для смесителей радиосигналов. Снижение толщин приконтактныхобластей до минимальных значений, обеспечивающих сохранение ими заданныхфункциональных свойств, позволяет сократить время технологической операциивыращивания многослойной AlAs/GaAs РТГС и тем самым уменьшить диффузионноеразмытие Al в РТС и Si в приконтактных областях и повысить надёжность РТД исмесителей радиосигналов на их основе.Приложение включает материалы, не вошедшие в основные разделы работы.16По теме диссертации опубликованы следующие работы:1.
Макеев М.О., Иванов Ю.А., Мешков С.А. Исследование деградационныхявленийвнаноразмерныхAlAs/GaAsгетероструктурахметодомИКспектроэллипсометрии // Наноинженерия. 2011. № 4. С. 44-48.2. Исследование гетеростуктур методами широкополосной ИК-эллипсометрииспектроскопии / М.О. Макеев [и др.] // Вестник Московского государственноготехнического университета им.
Н.Э. Баумана. Приборостроение. Специальный выпускНаноинженерия. 2010. С. 80-91.3. Исследование термической деградации AuGeNi омических контактоврезонансно-туннельных диодов на базе наноразмерных AlAs/GaAs гетероструктур / М.О.Макеев [и др.] // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012.№ 9. DOI: http://dx.doi.org/10.7463/0912.0453636.4. Application of IR ellipsometry to determination of the film thickness of apolytetrafluoroethylene sample modified in direct-current discharge / M.O. Makeev [et al.]// High Energy Chemistry.
2011. V. 45, N. 6. P. 536-538.5. Использование метода ИК-спектроэллипсометрии для определения толщиныслоя образца ПТФЭ, модифицированного в разряде постоянного тока / М.О. Макеев [идр.] // Химия Высоких Энергий. 2011. Т. 45, № 6. С. 574-576.6. Исследование физико-химических свойств поверхности ПТФЭ методом ИКспектроэллипсометрии / М.О. Макеев [и др.] // Нанотехника. 2011. № 3. С. 27-32.7. Моделирование кинетики вольт-амперных характеристик AlAs/GaAs РТД врезультате диффузионных процессов в его структуре / М.О.
Макеев [и др.] //Наноинженерия. 2014. № 1. С. 24-29.8. К вопросу о повышении надежности смесительных AlAs/GaAs РТДконструкторско-технологическими методами / М.О. Макеев [и др.] // Наука иобразование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2013. № 11. DOI:http://dx.doi.org/10.7463/1113.0637834.9. Макеев М.О., Литвак Ю.Н., Иванов Ю.А., Мешков С.А., Мигаль Д.Э.
dif2RTD:свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012661001. 2012.10. Исследования деградации резонансно-туннельных диодов на базе AlAs/GaAsнаногетероструктур / М.О. Макеев [и др.] // Инженерный журнал: наука и инновации.2013. Вып. 6. URL: http://engjournal.ru/catalog/nano/hidden/811html (дата обращения02.12.2013)..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
