ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2019, № 10 · СМЕЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

О способе оптимизации формирования переключателя на базе гетероструктур с целью увеличения плотности его элементов

Е.Л. Панкратов1,2,3,4

1 Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
2 Nizhny Novgorod State University, Россия
3 Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, Нижний Новгород, Россия
4 Nizhny Novgorod State Technical University, Россия
Полный текст (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2019.10.7 EDN MWHWDK

Аннотация

В данной работе предлагается способ увеличения плотности полевых гетеротранзисторов, входящих в состав загрузочного аналогового переключателя. В рамках данного способа рассматриваемый фильтр формируется на базе трехслойной гетероструктуры со специфической конфигурацией. Необходимые ее участки легируются с помощью диффузии или ионной имплантации. Далее рассматривается оптимизированный отжиг примеси и/или радиационных дефектов. В рамках данной работы также проводится анализ возможности уменьшения существующих в гетероструктурах механических напряжений. Предложена аналитическая методика анализа массо- и теплопереноса в гетероструктурах, протекающих в процессе производства интегральных схем, с учётом механических напряжений.

  • загрузочный аналоговый переключатель
  • оптимизация формирования
  • увеличение степени интеграции элементов
  • bootstrapped analogue switch
  • Optimization of Manufacturing
  • increasing of element integration rate
Abstract (in English)

Optimization of manufacturing a bootstrapped analogue switch based on heterostructures to increase the density of its elements. Influence of miss-match induced stress

In this paper we introduce an approach to increase density of field-effect transistors framework a bootstrapped analogue switch. Framework the approach we consider manufacturing the inverter in heterostructure with specific configuration. Several required areas of the heterostructure should be doped by diffusion or ion implantation. After that dopant and radiation defects should by annealed framework optimized scheme. We also consider an approach to decrease value of mismatch-induced stress in the considered heterostructure. We introduce an analytical approach to analyze mass and heat transport in heterostructures during manufacturing of integrated circuits with account mismatch-induced stress.

Для цитирования

Панкратов Е.Л. О способе оптимизации формирования переключателя на базе гетероструктур с целью увеличения плотности его элементов // Журнал радиоэлектроники. – 2019. – № 10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.10.7

Литература

  1. В.И. Лачин, Н.С. Савелов. Электроника. Ростов-на-Дону: Феникс, 2001. 446 с.
  2. А. Полищук. Программируемые аналоговые ИС Anadigm: весь спектр аналоговой электроники на одном кристалле. Первое знакомство. Современная электроника. 2004. № 12. С. 8-11.
  3. Г. Волович. Современные модели интегральных операционных усилителей. Современная электроника. 2006. № 2. С. 10-17.
  4. А. Керенцев, В. Ланин. Сравнительная характеристика способов монтажа кристаллов MISFET силовых транзисторов. Силовая электроника. 2008. Вып. 1. С. 34-38.
  5. А.О. Агеев, А.Е. Беляев, Н.С. Болтовец, В.Н. Иванов, Р.В. Конакова, Я.Я. Кудрик, П.М. Литвин, В.В. Миленин, А.В. Саченко. Диоды с барьером Шоттки Au-TiBx-n-6H-SiC: особенности токопереноса в выпрямляющих и невыпрямляющих контактах. Физика и техника полупроводников. 2009. Т. 43. № 7. С. 897-903.
  6. Jung-Hui Tsai, Shao-Yen Chiu, Wen-Shiung Lour, Der-Feng Guo. High- performance InGaP/GaAs pnp δ-doped heterojunction bipolar transistor. Semiconductors. 2009. Vol. 43. No. 7. P. 939-942. DOI https://doi.org/10.1134/ S1063782609070227.
  7. О.В. Александров, А.О. Захарьин, Н.А. Соболев, Е.И. Шек, М.М. Маковийчук, Е.О. Паршин. Образование донорных центров при отжиге кремния, имплантированного диспрозием и гольмием. Физика и техника полупроводников. 1998. Т. 32. № 9. С. 1029-1032.
  8. И.Б. Ермолович, В.В. Миленин, Р.А. Редько, С.М. Редько. Физика и техника полупроводников. 2009. Т. 43. No. 8. С. 1016-1020.
  9. P. Sinsermsuksakul, K. Hartman, S.B. Kim, J. Heo, L. Sun, H.H. Park, R. Chakraborty, T. Buonassisi, R.G. Gordon. Enhancing the efficiency of SnS solar cells via band-offset engineering with a zinc oxysulfide buffer layer. Appl. Phys. Lett. 2013. Vol. 102. No. 5.P. 053901-053905. DOI https://doi.org/10.1063/1.4789855.
  10. J.G. Reynolds, C.L. Reynolds, Jr.A. Mohanta, J.F. Muth, J.E. Rowe, H.O. Everitt, D.E. Aspnes. Shallow acceptor complexes in p-type ZnO. Appl. Phys. Lett. 2013. Vol. 102. No. 15. P. 152114-152118. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4802753.
  11. Н.И. Волокобинская, И.Н. Комаров, Т.В. Матюхина, В.И. Решетников, А.А. Руш, И.В. Фалина, А.С. Ястребов. Исследование технологических процессов изготовления мощных высоковольтных биполярных транзисторов с решеткой включений в коллекторной области. Физика и техника полупроводников. 2001. Т. 35. № 8. С. 1013-1017.
  12. E.L. Pankratov, E.A. Bulaeva. Doping of materials during manufacture p-n-junctions and bipolar transistors. Analytical approaches to model technological approaches and ways of optimization of distributions of dopants. Reviews in Theoretical Science. 2013. Vol. 1. No. 1. P. 58-82. DOI https://doi.org/10.1166/rits.2013.1004.
  13. S.A. Kukushkin, A.V. Osipov, A.I. Romanychev. Epitaxial growth of zinc oxide by the method of atomic layer deposition on SiC/Si substrates. Physics of the Solid State. 2016. Vol. 58. No 7. P. 1448-1452. DOI https://doi.org/10.1134/S1063783416070246
  14. E.M. Trukhanov, A.V. Kolesnikov, I. D. Loshkarev. Long-range stresses generated by misfit dislocations in epitaxial films. Russian Microelectronics. 2015. Vol. 44. No 8. P. 552-558. DOI https://doi.org/10.1134/S1063739715080119
  15. E.L. Pankratov, E.A. Bulaeva. About some ways to decrease quantity of defects in materials for solid state electronic devices and diagnostics of their realization. Reviews in Theoretical Science. 2015. Vol. 3. No 4. P. 365-398. DOI https://doi.org/10.1166/rits.2015.1033
  16. K.K. Ong, K.L. Pey, P.S. Lee, A.T.S. Wee, X.C. Wang, Y.F. Chong. Dopant distribution in the recrystallization transient at the maximum melt depth induced by laser annealing. Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 89. No. 17. P. 172111-172114. DOI https://doi.org/10.1063/1.2364834.
  17. H.T. Wang, L.S. Tan, E. F. Chor. Pulsed laser annealing of Be-implanted GaN. J. Appl. Phys. 2005. Vol. 98. No. 9. P. 094901-094905. DOI https://doi.org/10.1063/1.2120893.
  18. Ю.В. Быков, А.Г. Еремеев, Н.А. Жарова, И.В. Плотников, К.И. Рыбаков, М.Н. Дроздов, Ю.Н. Дроздов, В.Д. Скупов. Диффузионные процессы в полупроводниковых структурах при микроволновом отжиге. Известия вузов. Радиофизика. 2003. Т. 43. № 3. С. 836-843.
  19. Y.W. Zhang, A.F. Bower. Numerical simulation of island formation in a coherent strained epitaxial thin film system. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 1999. Vol. 47. No. 11. P. 2273-2297. DOI https://doi.org/10.1016/S0022-5096(99)00026-5
  20. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Теоретическая физика. Т.7. Теория упругости. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001.
  21. З.Ю. Готра. Технология микроэлектронных устройств. М.: Радио и связь. 1991.
  22. P.M. Fahey, P.B. Griffin, J.D. Plummer. Point defects and dopant diffusion in silicon. Rev. Mod. Phys. 1989. Vol. 61. No. 2. P. 289-388. DOI https:/doi.org/10.1103/RevModPhys.61.289
  23. В.Л. Винецкий, Г.А. Холодарь. Радиационная физика полупроводников. Наукова Думка, Киев, 1979.
  24. M. Liu, J. Wang, Zh. Zhu, W. Guo, L. Liu, R. Ding. A low distortion CMOS analogue switch with high-order compensation. Analog. Integr. Circ. Sig. Process. 2015. Vol. 82. No. 2. P. 495-500. DOI https://doi.org/10.1007/s10470-014-0483-x
  25. E.L. Pankratov, E.A. Bulaeva. An approach to manufacture of bipolar transistors in thin film structures. On the method of optimization. Int. J. Micro-Nano Scale Transp. 2013. Vol. 4. No. 1. P. 17-31. DOI http://dx.doi.org/10.1260/1759-3093.4.1-2.17
  26. Ю.Д. Соколов. Об определении динамических усилий в шахтных подъемных канатах. 1955. Прикладная Механика. Т. 1. № 1. С. 23-35.
  27. E.L. Pankratov. Redistribution of dopant during annealing of radiative defects in a multilayer structure by laser scans for production an implanted-junction rectifiers. Int. J. Nanoscience. 2008. Vol. 7. No. 4-5. P. 187-197. DOI: https://doi.org/10.1142/S0219581X08005328
  28. E.L. Pankratov, E.A. Bulaeva. On approach to increase integration rate of double-gate heterotransistors. Int. J. Nanoscience. 2017. Vol. 16. No. 4. P. 1650039-1650054. DOI https://doi.org/10.1142/S0219581X16500393
  29. E.L. Pankratov, E.A. Bulaeva. Decreasing of quantity of radiation defects in an implanted-junction rectifiers by using overlayers. Int. J. Micro-Nano Scale Transp. 2012. Vol. 3. No. 3. P. 119-130.
  30. E.L. Pankratov. Increasing of the sharpness of p-n-junctions by laser pulses. Nano. 2011. Vol. 6. No. 1. P. 31-40. DOI https://doi.org/10.1142/S1793292011002329
  31. E.L. Pankratov, E.A. Bulaeva. Optimization of spatial dependence of diffusion coefficient for acceleration of dopant diffusion. Multidiscipline modeling in materials and structures. 2016. Vol. 12. No. 4. P. 672-677. DOI https://doi.org/10.1108/MMMS-09-2015-0057
  32. E.L. Pankratov, E.A. Bulaeva. On optimization of manufacturing of transistors in hybrid cascaded multilevel inverter to increase their density. Journal of computational and theoretical nanoscience. 2017. Vol. 14. No. 7. P. 3548-3555. DOI https://doi.org/10.1166/jctn.2017.6786