НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МИЭТ Научные исследования и подготовка

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИЭТ» Научные исследования и подготовка кадров в МИЭТ по направлению СВЧ технологии элементной базы на основе широкозонных полупроводников в. н. с. Егоркин В. И.

Направление подготовки «Электроника и наноэлектроника» Выпускающая кафедра квантовой физики и наноэлектроники (КФН) Дисциплина Физика конденсированного состояния Лаб. работа. Определение ширины запрещенной зоны полупроводников из измерений температурной зависимости электропроводности. Дисциплина Физические основы электроники Лаб. работа. Определение времени жизни неравновесных носителей заряда в полупроводниках (метод модуляции проводимости точечного контакта). Дисциплина Методы измерения параметров наноматериалов и наноструктур в электронике Лаб. работа. Измерение концентрации и подвижности носителей заряда методом эффекта Холла. Лаб. работа. Исследование свойств структур МДП методом высокочастотных вольт -фарадных характеристик Дисциплина Приборы и интегральные схемы на основе арсенида галлия Лаб. работа. Транзисторы с затвором Шоттки на эпитаксиальных и гетероструктурах арсенида галлия. Лаб. работа. Технологическое оборудование для изготовления электронных приборов на основе арсенид-галлиевых гетероструктур

Автоматизированный лабораторный практикум кафедры КФН Лабораторный практикум кафедры КФН развивается по трем направлениям: 1. автоматизация измерений и расчетов уже существующих лабораторных работ; 2. создание принципиально новых автоматизированных лабораторных работ, направленных на изучение физических явлений, лежащих в основе нанотехнологий; 3. создание виртуальных лабораторных работ, использующих имитационные измерения характеристик металлов полупроводников и диэлектриков. Обеспечивается дистанционный доступ к всем виртуальным лабораторным работам и части реальных лабораторных работ. Для этого используются современные измерительные приборы фирмы Agilent и Tektronix; управление от компьютера осуществляется через интерфейсы USB и PCI - GPIB, NI-488. 2 for Windows фирмы National Instruments. Автоматизированный лабораторный практикум содержит лабораторные работы по курсам: «Физические основы электроники» , «Физика конденсированного состояния» , «Методы измерения параметров наноматериалов и наноструктур в электронике» , «Приборы и интегральные схемы на основе арсенида галлия» .

Лабораторная работа «Определение ширины запрещенной зоны» • Блок-схема автоматизированной измерительной установки Главное меню и результаты

Научно-технологическая база для подготовки магистров, специалистов высшей квалификации, а также выполнения НИОКР и крупных комплексных проектов Установка плазмохимического травления и нанесения диэлектрика Corial Установка наноимпринт литографии Suss Micro. Tec FC 150 Технологический участок фотолитографии Установка напыления металла Kurt J. Lesker Lab-18 Установка экспонирования Suss Micro. Tec MJB-4 Электронно-литографическая система Vistec SB 350

Технологическая база для создания Ga. As и Ga. N монолитных интегральных схем 1. Установка напыления металла Kurt J. Lesker Lab-18 2. Установка нанесения диэлектрика Corial B-250 3. Установка плазмохимического травления Corial 200 L

Технологическая база для создания Ga. As и Ga. N монолитных интегральных схем Штамп для изготовления фотонного кристалла nm 0 60 0 0 200 400 600 4. Установка наноимпринт литографии Suss Micro. Tec FC 150 nm nm 600

Технологическая база для создания Ga. As и Ga. N монолитных интегральных схем 5. Установка экспонирования Suss Micro. Tec MJB-4 6. Установка плазмохимической обработки PX-1000

Технологическая база для создания Ga. As и Ga. N монолитных интегральных схем РЭМ изображение полосы основания затвора шириной 114 нм в резисте PMMA 7. Электронно литографическая система Vestec SB

Обратный монтаж кристаллов ИМС FС 150 – наноимпринт литограф / установка обратного монтажа кристаллов РЭМ изображение места сварки кристалла и платы

Ga. As микросхемы обработки СВЧ сигнала Устройство выборки и хранения Полоса пропускания: 5 ГГц Ga. As схема предварительного усиления детектора Потребляемая мощность: 300 МВт Разрядность: 32 Регистрируемый импульс тока: I = 100 н. А, t = 10 нс Усиление: 28 д. Б Входное сопротивление: 50 к. Ом Питание: 5 В, – 2 В Максимальная частота дискретизации: 1 ГГц Коррелятор Минимальный коэффициент передачи: 0, 6 Питание: ± 2 В Ga. As драйвер – преобразователь уровней для системы АФАР Разрядность ПСП: 8 Время переключения: 20 нс Мощность: 30 м. Вт Напряжение питания: – 5 В Напряжение вх. логич. уровней: ТТЛ Напряжение вых. логич. уровней: 0 / – 3, 5 В Разрядность: 6 Длительность импульса ПСП: 120 пс Применение Аппаратура РЭБ, разрабатываемая КНИИРТИ: «Хибины» , «Гималаи» Модули АФАР для ПАК Т-50 и СУ-35 Индустриальный партнёр АО НПП «Исток»

Мощные Ga. N микросхемы Мощный Ga. N СВЧ транзистор Переключатель 1 x 2 диапазона частот (4 - 18) ГГц Нижнее значение частоты < 4, 0 ГГц Ft = 20 ГГц K = 10 д. Б Pmax = 45 Вт Мощный Ga. N усилитель Верхнее значение частоты > 18, 0 ГГц Потери: < 2 д. Б Развязка: > 20 д. Б Входная мощность: > 10, 0 Вт Частотный диапазон: 14. 5– 16. 5 ГГц Усиление мощности: 17 д. Б КПД: 25% Применение Перспективные разработки мощных РЛС 8 мм диапазона Индустриальные партнёры АО НПП «Исток» , НПП «Пульсар» , ЗАО «Светлана-Электронприбор, ОАО НПП «Салют» Время переключения: < 100 нс Ga. N драйвер – преобразователь уровней Время переключения: 50 нс Мощность: 300 м. Вт Напряжение питания: 5 В Напряжение вх. логич. уровней: ТТЛ Напряжение вых. логич. уровней: 0 / – 25 В Разрядность: 6

Детекторы терагерцового излучения Детекторы на основе полевых транзисторов Детекторы на основе резонанснотуннельных диодов РТД-мезы = 2 мкм ΔU – фотоотклик, верхний контакт нижний контакт UTHz – падающее излучение ТГц диапазона, 200 m σ – проводимость канала транзистора ΔU DU 0 max /DU 0 min ≈ 100

Гетеробиполярный транзистор на основе Ga. As Б Э К Кристалл, фрагмент топологии и структура ГБТ Генераторный модуль Разработан совместно с ОАО «НПП «Исток» (Фрязино)

МИС на основе туннельно-резонансных диодов Точность регистрации Фазовый детектор ± 10° Частота входных сигналов Параметры импульса совпадения фаз 0, 5 – 2 ГГц длительность – 0, 1 нс амплитуда – до 0, 3 В Режим работы динамический Назначение: регистрация совпадения фаз синусоидального и ФМ сигналов с опорным синусоидальным сигналом Амплитудный порог обострения Обостритель фронта 1, 5 В Длительность фронта < 20 пс Амплитуда фронта 0, 45 В Режим работы следящий Назначение: обострение импульса по фронту и срезу Входной сигнал положительный Порог срабатывания 1, 5 – 2 В Время срабатывания < 20 пс Амплитуда вых. уровня Компаратор 0, 25 – 0, 35 В Назначение: единичный элемент СВЧ АЦП

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИЭТ» Программа дополнительного образования «Нанотехнологии в гетероструктурной СВЧ наноэлектронике» Президентская программа повышения квалификации инженерных кадров (ОАО «НИИМЭ и завод «Микрон» 25 человек)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИЭТ» Профессиональный модуль 1 Физические основы создания нового поколения приборов и устройств СВЧ наноэлектроники с использованием возможностей нанофотоники и наноплазмоники Профессиональный модуль 2 Методы нанотехнологии в производстве СВЧ монолитных интегральных схем на базе полупроводниковых гетероструктур

Тематический план модуля 1 Раздел 1. Физические основы наноэлектроники, нанофотоники и наноплазмоники Тема 1. 1. Основные тенденции развития современной наноэлектроники Тема 1. 2. Полупроводниковые гетероструктуры – основа современной СВЧ электроники Тема 1. 3. Физические основы нанофотоники Раздел 2. Интегральная микрофотоника и микроволновая радиофотоника Тема 2. 1. Основные этапы развития фотоники Тема 2. 2. Волоконно-оптические линии связи Тема 2. 3. Фотонные интегральные схемы Тема 2. 4. Интегральная микроволновая радио-фотоника (ИМРФ, IMP) Профессиональный модуль состоит из 17 лекций Длительность изучения модуля – 19 ч

Тематический план модуля 2 Раздел 1. Технология гетероструктурной наноэлектроники для СВЧрадиоэлектроники Тема 1. 1. Молекулярно-пучковая и газофазная эпитаксия широкозонных полупроводниковых соединений. Тема 1. 2. Литография в наноэлектронике Тема 1. 3. Химические методы в наноэлектронике Раздел 2. Элементная база гетероструктурной наноэлектроники для СВЧрадиоэлектроники. Тема 2. 1. Специальные технологические подходы в наноэлектронике Тема 2. 2. Полевые и биполярные транзисторы на основе полупроводниковых наногетероструктур Тема 2. 3. Методы характеризации этапов технологического процесса. Тема 2. 4. Пассивные элементы СВЧ МИС (резисторы, емкости, индуктивности, применение гальванических методов). Профессиональный модуль состоит из 10 лекций и 9 лаб. работ Длительность изучения модуля – 50 ч

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИЭТ» Спасибо за внимание!