Полупроводниковая микроэлектроника

  • img
  • img
Научные направление лаборатории:

- выявление новых физических принципов создания современных полупроводниковых приборов различного функционального назначения со стабильными и воспроизводимыми параметрами, востребованных в высокотехнологичных сферах и отраслях экономики республики;
- моделирование электронных процессов в полупроводниковых приборных структурах;
- исследования в области физики и технологии полупроводников пониженной размерности, микро- и наноструктур;
- моделирование электронных процессов в полупроводниковых приборных структурах;
- моделирование электронных и технологических процессов микроэлектроники;
- исследование возможностей создания микроэлектромеханических систем (МЭМС) и устройств на их базе
- развитие систем проектирования и конструирования изделий дискретной электроники и микроэлектроники

2019
Информация об основных научных результатах лаборатории

С октября 2020г. выполняется работа по научно-исследовательскому проекту Ф3-201906071 на средства гранта от Министерства инноваций РУз на тему «Разработка технологий изготовления термодатчиков и электронных термометров, совместимых с имеющейся технологической линией в АО «FOTON»», целью которого является разработка энергосберегающего полупроводникового термодатчика для электронных термометров, позволяющих обеспечить импортозамещение электронных термометров, создав отечественное производство этой номенклатуры товаров. Общая сумма проекта – 1,5 млрд. сум.
-The processes of defect formation in Si doped with Co, Cr, Ni, V, etc. have been investigated by capacitive and infrared spectroscopy. It has been found that the introduction of these impurities into Si leads to the formation of a series deep levels with fixed ionization energies and carrier capture cross sections.
Для исследования были изготовлены 2 типа кремниевых p-n-структур (кристаллы термодатчиков), состоящие из эпитаксиального слоя n-типа, легированного фосфором, с концентрацией носителей 5·1015 см-3 при толщине 3.2±0.2 мкм в образцах типа I и 2.3±0.2 мкм в образцах типа II, который выращен на подложке кремния p-типа, ориентированного в плоскости (100) и легированного бором, с концентрацией носителей 3·1016 см-3 и толщиной 230±20 мкм. На части поверхности эпитаксиального слоя n-типа диффузией бора сформирована дополнительная сильнолегированная область р+-типа с концентрацией носителей 3·1018 см-3 при толщине 2.0±0.2 мкм в образцах типа I и 1.2±0.2 мкм в образцах типа II, которая технологически закорочена с подложкой p-типа через диффузионные области р++-типа, которые сформированы по краю структуры. Длина области р+-типа составляла 2.5 мкм в образцах типа I и 2.0 мкм в образцах типа II. Кроме того, диффузией фосфора сформированы две сильнолегированные области n++-типа толщиной 2.5±0.2 мкм в образцах типа I и 1.8±0.2 мкм в образцах типа II. Контакты к этим областям сформированы напылением слоя Al, толщиной 0.5±0.2 мкм. Расстояние между этими областями n++-типа составляла 20 мкм в образцах типа I и 14 мкм в образцах типа II. В результате в готовой структуре, представленной на рис. 1, сформированы два выпрямляющих перехода, один с n-р+-переходом, а другой с p-n-переходом, которые параллельно соединены между собой, так как область р+-типа закорочена с областью р-типа. При общим размере кристалла 0.46х0.46·10-2 см2 в образцах типа I и 0.5х0.5·10-2 см2 в образцах типа II, активная площадь p-n-перехода в обоих образцах составляла – 2.36·10-4 см2, а n-р+-перехода также в обоих образцах составляла – 0.2·10-4 см2.

2019-2021
Для облегчения исследования данные структуры были установлены на металлостеклянные корпусы типа КТ-1-12 (30 шт. образцов типа I и 30 шт. образцов типа II), кроме того были изготовлены и бескорпусные варианты (20 шт. образцов типа I), рис.2.

Рис. 2. Образцы в корпусе типа КТ-1-12 (а) и безкорпусные (б)

В настоящее время проводятся исследование электрофизических характеристик разработанных термодатчиков. В частности, ниже на рисунках представлены некоторые результаты:



Рис. 3. Вольт-температурные характеристики традиционного диодного термодатчика с р-n-переходом (а) и диодного термодатчика с обедненной базовой областью (б)

alt="">

Рис. 6. Температурная зависимость напряжения обеднения базовой области

Кроме того, в лаборатории проводятся исследования возможности создания новых полупроводниковых приборов на основе структур с полным обеднением базовой области при различных варьированиях их топологических параметров. В частности, получены следующие результаты:
- экспериментально установлено, что зависимости максимальных значений токов стока при соединении двух транзисторов от интенсивности падающего излучения изменяются по квадратичному закону, а фоточувствительность становится большей в сравнении с аналогом в дискретной структуре;

- исследование усилителя с динамической нагрузкой показало возможность значительного роста коэффициента усиления при одновременном управлении суммарными гармоническими искажениями и нелинейностями при качественном и специальном подборе номинальных значений элементов схемы;
- разработаны фоточувствительные кремниевые составные структуры на основе фотоприемника и биполярного транзистора с лавинным умножением, которые отличаются высокой фоточувствительностью и наличием внутреннего фотоэлектрического усиления первичного фототока;
- установлено, что спектральная зависимость чувствительности (во всем диапазоне чувствительности 0.4 ÷ 1.7 мкм) и быстродействие фиксации сигнала (время нарастания и время спада фототока) этих структур не зависят от величины смещающего напряжения.

2019-2021
Информация об основных публикациях лаборатории

1. Ш.Б. Утамурадова, З.О. Олимбеков, Ж.Ж.Хамдамов, К.М. Файзуллаев. Влияние низкотемпературных обработок на поведение глубоких уровней в кремнии, легированном платиной. Физика полупроводников и микроэлектроники, № 5 (2019), стр. 36-40. 10–20.
2. Ш.Утамурадова, С.С. Насриддинов, Ш.Исмоилов. Электрофизические свойства кремния, легированного примесью никеля, диффузионным методом. Международный журнал новых тенденций в инженерных исследованиях. Том 8.№. 7, июль 2020 г., стр. 3513-3518. (СКОПУС)
3. Ш.Б.Утамурадова, Ш. Х. Далиев, Ю.Р. Равшанов, К.М. Файзуллаев. Особенности образования примесно-дефектных центров в кремнии, легированном хромом. Международный журнал новых тенденций в инженерных исследованиях, Том 8, № 9, 2020 г., стр. 5506-5509. (СКОПУС)
4. Утамурадова Ш.Б., Олимбеков З., Равшанов Ж.Р. Дефектообразование в кремнии, легированном платиной. Материалы Республиканской научной конференции «Современные проблемы физики полупроводников», Ташкент, 2018, с. 94-96.
5. Ш.Б.Утамурадова, Р.М. Эргашев, Х. Матчанов. ИК-спектроскопия кремния, легированного оловом и марганцем. Материалы Республиканской научной конференции «Современные проблемы физики полупроводников», Ташкент, 2018 г., стр.106-107
6. А.Т.Мамадалимов, А.С. Закиров, И.Х. Хамиджонов. Модификация электрических и оптических свойств натуральных наноструктурированных полупроводниковых волокон. "Физика фаннинг ривожида истедодли ёшларнинг ўрни" маусусидаги РИАК. 2020 г. 17-18 апреля, Ташкент УзМУ. п. 318.
7.Ш.Х.Далиев, А.Рахимов, А.Мухтаров, А.Д.Палуанова. Взаимодействие примесей тугоплавких элементов с кислородом в кремнии "ФИЗИКА фаннинг риводжида истедодли йошларнинг о'рни" мавсусидаги РИАК. 2020 г. 17-18 апреля, Ташкент УзМУ. стр.328.
8. С.С.Насриддинов, Д.М. Есбергенов Электрофизические свойства кремния, легированного цинком и никелем» «Физика веера ривожида истедодли йошларнинг ўрни. РИАК-XIII-2020 Республика ильмий анжумани материалари. 17-18 апреля 2020 г. УзМУ г.Тошкент. из. 308-311.
9. С.С.Насриддинов, Д.М. Эсбергенов, Ш.А. Исмаилов, М.И. Маннанов Фотоэлектрические свойства кремния, легированного переходными элементами Сборник докладов международной научной конференции «Наноструктурированные полупроводниковые материалы в фотовольтаике» Ташкент ТГТУ 2020, 9-10 октября. из. 401-403.
10. Ш.Б.Утамурадова, Равшанов Ж.Р., Рахманов Д.А. Влияние лазерного излучения на поведение атомов кобальта в кремнии. V Международная конференция «Оптические и фотоэлектрические явления в полупроводниковых микро- и наноструктурах», 2020 13-14 ноября.
11. Утамурадова Ш.Б., Файзуллаев К.М., Юлдошев Ю. Процессы примесного взаимодействия в кремнии, легированном хромом и гольмием. 7-я Международная конференция.
12. Утамурадова Ш.Б., Файзуллаев К.М., Юлдошев Ю.Полупроводники, микро- и наноэлектроника: перспективы интеграции науки, образования и производства. Материалы республиканской научной конференции. 2021, 21-22 мая.

2019
Ассистенты

1. доктор физико-математических наук, проф. Утамурадова Ш.Б. (Научный руководитель проекта ОТ-Ф2-11)
2. д.т.н., доц. Насриддинов С.С. (Научный руководитель проекта ОТ-Ф-2-79)
3. Доктор физико-математических наук, доцент Профессор, Тургунов Н.А. (Член ВТК)
4. д.ф.-м.н., проф., акад. Мамадалимов А.Т. (Член ВТК)
5. Доктор физико-математических наук, проф. Далиев Х.С. (Член ВТК)
6. Доктор физико-математических наук, проф. Абдурахманов К.П. (Член ВТК)
7. Доктор физико-математических наук, проф. Эгамбердиев Б.Э. (Член ВТК)
8. д.ф.-м.н. Далиев Ш.Х. (Член ВТК)
9. Кандидат наук. Хакимов А.А. (Член ВТК)
10. Кандидат наук. Хамиджанов И.Х. (Член ВТК)
11. к.ф.-м.н. Олимбеков З.О. (Член ВТК)
12. Норулов Ш.Б. (Член ВТК)
13. Файзуллаев К.М. (базовый докторант 3 курс)
14. Еруглиев Ю.К. (Базовый докторант 3 курс)
15. Палуанова А.Д. (Базовый докторант 3 курс)
16. Эсбергенов Д.М. (базовый докторант 3 курс)
17. Хусанов З. (Базовый докторант 3 курс)
18. Наурзалиева Е.М. (Базовый докторант 2 курс)
19. Беркинов Э.Х. (базовый докторант 2 курс)
20. Рахманов Д.А. (базовый докторант 2 курс)
21. Эргашев Ж.А. (базовый докторант 2 курс)
22. Юлдашев Ю. (Магистр 2 курса)
23. Соатов А.К. (Магистр 1 курс)
24. Жаббаров Ю.Б. (Магистр 1 курс)
25. Расулов ​​Ш.З. (Магистр 1 курс)