Molekuláris-epitaxia szilícium, germánium, és szilícium-germánium ötvözetek,

1. A növekvő és adalékolás többrétegű szerkezetek, mint az Si: Er / Si és Gex Si1-x / Si szublimációval MBE

Ismeretes, hogy adalékolásával szilícium rétegek erbium merülnek fel őket, villamosan és optikailag aktív erbium központok, a sugárzás intenzitása, amely jelenléte határozza meg más eltérő szennyezéseket erbium, például oxigén, szén, nitrogén, stb Ez azt jelenti, a sugárzási tulajdonságai struktúrák igen eltérőek lehetnek attól függően, hogy a gyártási technológiák.

A leginkább figyelemre méltó sikerek növelése az emissziós intenzitást jelenleg alkalmazásával elért technológiai sublimatsonnoy molekuláris epitaxia (SMLE). Megjegyezzük, hogy a szilícium SMLE technológiát vezették be először a 60-as a 20. század tagjai a Department of Semiconductor Physics Ajándék V.V.Postnikovym és V.A.Tolomasovym. Ez a technológia lehetővé teszi, hogy széles körű dopping szilícium rétegek alatt a termesztés. A források szilícium és szilícium szennyező anyagok pedig rudak tartalmazó megfelelő szennyeződéseket szilíciumot és melegítjük a párolgási hőmérséklet (közel az olvadási hőmérséklet). A szennyező koncentrációja a növekvő rétegre meghatározzuk (főként) a szubsztrátum-hőmérséklet és a szennyező sűrűsége a forrásanyag. Jelenleg ez a technika kellően fejlett és lehet termesztett szilícium rétegek eltérő vezetőképesség-típusú, hogy egyrétegű edenits vastagságú akár tíz vagy több mikrométer a szennyezési szintje október 13 - október 20 cm -3.

A fő probléma a szilícium struktúrák rétegekkel erbiummal volt, hogy meghatározzuk a paramétereket a struktúrák és végrehajtásuk feltételeiről, amely a maximális intenzitás elektrolumineszcens a hullámhosszon 1,54 mikron. Az e feladat összetettségét, először is, az nincsen kellően kidolgozott elmélet elektrolumineszcencia erre az épületre, amely megköveteli a nagy mennyiségű kísérleti kutatás.

Az utóbbi években PTRI NNSU vizsgálatokat végeztünk az EL intenzitás versus erbium koncentrációját, a sekély donor szennyeződések és akceptor, a dopping profil az aktív réteg és annak vastagsága dióda struktúrák p + / n-Si: Er / n + típusú. A feltételeket és ajánlásokat tesz eléréséhez elektrolumineszcens intenzitása jelentősen magasabb, mint a külföldi eredményeket. Egy fenomenológiai modell formulázott új elektrolumineszcens folyamatok erbiummal adalékolt dióda struktúrák a bontást a fordított előfeszítő p-n-csomópont. Egy új módszer meghatározására energia-spektrum mély szennyező Államok által alkotott központok erbium a szilícium sávú.

2. A fizikai és technológiai alapjait mikrohullámú sütő, EHF és optoelektronikai félvezető alkatrészek és eszközök alapján többrétegű mikron alatti struktúrák Si-

Dióda és tranzisztor struktúrák alapján szilícium képezik a legmodernebb félvezető áramkör. Mivel a létesítmény a laboratóriumi mikrohullámú PTRI NNSU félvezető áramkör aktívan részt vesz a fejlődés és a keresési kifejezések kiterjeszti a funkcionalitást az aktív elemek ultra-magas frekvenciájú (UHF) szilikon-alapú többrétegű struktúrák termesztett szublimálással molekuláris - epitaxia (SMLE). Ezek a vizsgálatok eredményeként létrejött a 80-as években a 20. század lavina-tranzit diódák (LPD) TRS és submillimeter - tartomány paraméterekkel közeli szinten a világ eredmények abban az időben. Később helyreállítási diódák fejlesztettek ki (DOP), amely lehetővé teszi, hogy kialakítsuk a stressz cseppek egyedi rövid (eddig) él (kevesebb, mint 20 ps amplitúdóval legfeljebb 10 V).

A 90-es években a múlt század, a generációs záróirányban előfeszített dióda schumovogo elektromágneses sugárzás ilyen magas zajteljesítmény spektrális denzitás (SPMSH) egy ultra széles frekvenciasávban. A gyakorlati eredménye a jelen vizsgálatban a hatás az eredeti design a zaj dióda és parametrikus számos forrásból (generátorok) elektromágneses sugárzás spektruma a „fehér zaj” a 26-230 GHz frekvenciasávban egyedülállóan magas SPMSH 100-1000 alkalommal a világ legjobb eredményeket ért el ezen a területen.

Fenomenológiai modellek és numerikus folyamatok a generáció a ATD épültek submillimeter tartományban kapcsolási folyamatok DOP ultrarövid elülső és sztochasztikus folyamatok generál rezgések zajt diódák.

A tudományos eredmények használják a K + F a laboratórium végzi terén mikrohullámú elektronika, valamint működik az orvosbiológiai témákról végzett együttműködve vezető kutatási cent Oroszországban és külföldön.

3. Kölcsönhatás az alacsony intenzitású EHF elektromágneses sugárzás sávot biológiai környezetekben, valamint az emberi és állati szervezetben.

A tanulmány megkérdőjelezi a változásokat az élő szervezetek befolyása alatt villamosenergia indult majdnem egyidejűleg a felfedezés a villamos energiát. Ezek a vizsgálatok folytatta és fejlesztette a terjeszkedés az elektromos berendezések. Közepe táján a 20. században kezdték aktívan fejleszteni hatásainak kutatása az elektromágneses hullámok a mikrohullámú tartományban. módszerek ultramagas frekvenciájú (UHF) - - hipertermia (vagy ahogy nevezik külföldön diathermiás) Ennek eredményeként az új kezelések a rákra. Ezeket alapján a megsemmisítése tumorok hatása alatt nagy intenzitású elektromágneses sugárzás (EMR).

A közép-80-as években a múlt század tudósok egy csoportja Kutatóintézet „Source” (Oroszország), átfogó irányítása alatt akadémikus N.D.Devyatkova kezdett dolgozni a hatása az alacsony intenzitású EMR kraynevysokih frekvencia (EHF) a biológiai objektumokat. A koncepció egy alacsony intenzitású itt arra utal, gyengeség fűtési besugárzott tárgyakat. A gyakorlati kutatás eredményeként volt az új kezelési módszerek - módszer az úgynevezett rövidhullámú kezelés. Alapuló módszerek az expozíció a test monogarmonicheskim EMI egy előre meghatározott hullámhosszú EHF - tartományban. Így a kezelés hatékonyságát jelentősen változik attól függően, hogy a hullámhossz az elektromágneses sugárzás.

4. Fejlesztési módszerek molekuláris epitaxia növekvő többrétegű félvezető szerkezetek alapján szilícium, germánium, és egy szilárd oldatot szilícium-germánium

A laboratóriumban, „Solid State Electronics” a növekvő többrétegű félvezető szerkezetet módszerével molekuláris epitaxia (MBE), amelyben az áramlás a szilícium atomok és az adalék anyagot úgy alakítjuk ki, bepárlással keresztül szublimációval négyszögletes szilícium rudak vágott egy monokristályos szilícium öntvény adalékolt egy előre meghatározott szennyező, és a áramlási germánium atomok által alkotott bomlása illenek gáz (GeH4), kitöltve egy növekedési kamrában a szublimációs szilícium forrást (a csapadék a szilárd rétegek versenyek teremt szilícium-germánium), vagy egy „forró drót” készült tantál (a lerakódás a tiszta germánium rétegek). Ez a módszer a növekvő epitaxiális rétegek aljzatokra hajtjuk végre, mint az a forma négyszögletes lemez, fűtött áthaladó elektromos áram, és a lemez átmérője 100 mm, sugárzó hővel hevítjük.

Ez a módszer jellemzi a következő főbb előnyökkel jár:

- Takarmány szilícium atomok és dópoló anyagok a szublimált forrásból közelebb egyatomos mint bepárlással alkalmazásával elektronágyú vagy effúziós cellához, ami csökkenti a sűrűségét hibák a szálakból áll, és pozitív hatással van az egész folyamat a epitaxiális növekedés. Ennek köszönhetően, a minimális növekedési hőmérséklet autoepitaxial Si rétegek alatt a párolgás forrása a szublimáció, mint amikor a elektronsugaras párolgása szilícium.

- alkotó áramlási szilícium atomok egy kellően nagy intenzitású, amely egy növekedési sebesség akár

5 m / h, és ezzel egyidejűleg kis háttér-adalékolás a növekvő réteg (≤ 2 ∙ október 13 cm -3) biztosítja a minimális fűtési rögzítő tartók szilícium forrást;

- dopping Si és SiGe réteg széles szennyeződések (B, Al, Ga, Sb, As, P) egy széles tartományban (2 ∙ október 13 - október 20 ∙ 1 cm -3) lepárlásával szennyezést szublimáló forrásból. Az ilyen típusú dopping nem igényli a speciális források külön a szilícium forrás áramlását. Ezen túlmenően, az áramlás a dópoló forrás van kialakítva szublimálható magas stacionaritás, ami nagyon fontos a reprodukálható dopping eljárás hosszú termesztési struktúrák;

- folyamat alkotó áramlási germánium atomok sokkal könnyebb, mint a germánium-párolgás elektron-ágyú, valamint nem hoz létre cseppeket a falon, és lehetővé teszi, hogy nő rétegek helyi területeken a szubsztrát.

5. módszereinek fejlesztésére epitaxiális növekedése heterostructures germánium rétegek Si (100); szilárd oldat réteg szilícium-germánium, valamint a szilícium egy szigetelő (zafír) szubsztrátok mikro- és optoelektronikai

Ez a terület a laboratóriumi szorosan kapcsolódik a fejlesztési szilícium optoelektronikai, azzal a lehetőséggel, integrációjának optoelektronikai és elektronikus eszközök. Ez megköveteli a hatékony forrás és a sugárzás detektorok, összeegyeztethető szilícium technológiával. Mivel fénykibocsátó eszközök hullámhosszon λ = 1,54 mikron nagy ígéretet társított epitaxiális szilícium nano- heterostructure (HS) Si / Si 1-X GEX. erbiummal. Másrészt, fontos, hogy hozzon létre fotodetektorok alapuló germánium rétegek növesztett Si (100). Az ilyen fotodetektor képes észlelni optikai jelek hullámhosszát 1,3-1,55 mm. Egy másik ígéretes gyakorlati alkalmazása Ge réteg Si szubsztrát a használatát, mint egy közbenső réteg növekvő GaAs Si -podlozhke, azaz egy epitaxiális Ge Si lehet tekinteni, mint egy virtuális szubsztrát olcsó gyártani optikai eszközök alapján GaAs.

a) A készülék alapuló szerkezeti sloevGenaSi (100)

Ahhoz, hogy egy ilyen heterostructure típusú kialakított alacsony hőmérsékleten (TS = 300-380 ° C) lerakódása eljárás monogermane (GEH 4) és annak expanziós nagyvákuumban kamrában telepítést a forró drót. Anélkül, hogy járulékos vastag párnarétegek (gradiens Ge tartalom elosztó, vagy az alacsony hőmérsékletű puffer réteg) nőhet rétegek rendkívül sima morfológiájú (RMS

0,6 nm beolvasás 10 × 10 mikronos rétegvastagság Ge 0,3 mikron), az alacsony sűrűségű menetvágó diszlokációk (<10 6 см -2 ) и резкой границей раздела слоя с подложкой. Такие структуры планируется использовать в приборных приложениях (например, фотодетекторах на λ = 1,3 - 1,55 мкм).

b) A fénykibocsátó szerkezet alapú sloevSiGenaSi (100)

c) a szerkezet a szilícium-zafír (SOS)

Kifejlesztett egy alacsony hőmérsékletű eljárás Si szubmikron szavak növekedés zafír felhasználásra mikroelektronika. Kifejlesztett nagy hőmérsékletű hőkezelés predepitaksialny zafír R-vágott és az ezt követő szaporodási szilícium rétegek alacsonyabb hőmérsékleten (500-600 ° C) jelentősen csökkenti a sűrűség az SPS microtwins struktúrák, hogy egy sima felületi morfológia a réteg.

Ezen kívül, a módszer a növekvő rétege a szilárd oldatot a SiGe CND struktúrák egy munkaciklus (minimális vastagsága a Si réteg 0,1 mikron), amely módot ad készítésére eszközök számukra, a munka a mikrohullámú tartományban.

Heterostructures a adalékolt erbiumatomok réteg szilárd oldat Si 1-X GEX. növesztett vékony (

0,1 mikron) szilícium al-réteg zafír egyetlen folyamat ciklusban, nagyhozzáadott fotolumineszcencia intenzitású a jelenléte a finom szerkezetű spektrummal λ = 1,54 mikron, hasonló a fotolumineszcencia az azonos rétegek termesztett Si (001) szubsztrátok.

603.950, Nyizsnyij Novgorod, pr. Gagarin, 23, épület 3
Tel. +7 (831) 462-31-20, fax: +7 (831) 462-31-36