Том 54, № 2 (2025)

Для управления чувствительностью полупроводников часто требуется изменение их кристаллической и электронной структуры, что может привести к потере их исходных полупроводниковых свойств. Халькогенидные полупроводники обладают высокими транспортными свойствами носителей заряда. Однако они сталкиваются с ограничениями в детектировании жесткого рентгеновского излучения из-за различных причин, в частности из-за дефектной структуры и плохой рентгеновской чувствительности. Обобщены и упрощены основные законы теории рентгеновской проводимости полупроводников с учетом областей их применения. Рассмотрены особенности влияния легирования на рентгеновскую чувствительность, определение оптимальной концентрации легирующей примеси на примере легирования хромом халькогенидов, а также принцип создания детектора рентгеновского излучения. В качестве примера важного рентгеночувствительного материала представлены наши результаты по исследованию фото- и рентгеновской проводимости в слоистом соединении с моноклинной структурой р-типа TlGaS₂, содержащем легированную примесь хрома. Представлены наши экспериментальные результаты исследования синтезированных и выращенных монокристаллов легированного хромом (≤ 0.5 мол. % Cr) TlGaS₂:Cr. Показано, что материалы на основе TlGaS₂:Cr сохраняют полупроводниковые свойства и характеризуются высоким электрическим транспортом. Легирование хромом увеличивает фоточувствительность и поляризацию между ионами металла и халькогенида в TlGaS₂:Cr. Изучено влияние допирования примесью Cr на спектры фотопроводимости и ширину запрещенной зоны слоистого монокристалла TlGaS₂. Проанализировано изменение области спектральной чувствительности TlGaS₂:Cr и появление пиков примесного фототока. Изучены рентгенодозиметрические свойства TlGaS₂:Cr в зависимости от дозы облучения. На примере TlGa_0.995Cr_0.005S₂ показано, что вольт-дозовые характеристики обладают хорошей воспроизводимостью. Образец монокристаллического детектора TlGaS₂:0.5 мол. % Cr также продемонстрировал высокую фото- и рентгеновскую чувствительность по сравнению с чистым TlGaS₂. Полученные новые фотоэлектрические и рентгеновские дозиметрические свойства и результаты показывают потенциал полупроводникового TlGaS₂:Cr для оптоэлектронных и радиационных технологий.

Используя оксидированный селенид свинца как интерфейс, были сделаны гетероструктуры Ag/PbSeO_х /PbSe, демонстрирующие стабильные мемристивные характеристики. С целью получения метастабильных многоуровневых состояний на таких структурах были выполнены исследования при разных протоколах подачи импульсных сигналов. Регулируя число, амплитуду, длительность и коэффициент заполнения импульсов, было реализовано 13 метастабильных резистивных состояний Исследуемый мемристор показал хорошую стабильность и воспроизводимость в течение нескольких месяцев.

По мере масштабирования ИС возникает необходимость формирования дорожек с шириной менее 20 нм на нижних уровнях системы металлизации. Медь при таких размерах перестает удовлетворять требованиям к RC-задержкам и устойчивости к электромиграции. Поэтому необходимо искать альтернативные материалы на замену меди, которые будут обеспечивать более высокую устойчивость к электромиграции и более низкое сопротивлением дорожек. Наиболее перспективным кандидатом является Ru. В этом исследовании были получены тестовые структуры с дорожками из рутения. Для этого применялись такие методы создания структур, как плазмостимулированное осаждение из газовой фазы, плазмостимулированное атомно-слоевое осаждение, магнетронное распыление, электронно-лучевая литография, плазмохимическое травление. Для контроля на этапах создания и исследования получившихся структур использовалась спектроскопическая эллипсометрия, сканирующая электронная микроскопия. Электрические характеристики структур были измерены и проанализированы.

Влияние различных источников вариативности на производительность транзисторов возрастает по мере перехода к трехмерным архитектурам, причем неравномерность границы рабочей области транзистора является одним из основных факторов, способствующих этому увеличению. В данной работе исследуется вариативность ключевых параметров кремниевых полевых GAA нанотранзисторов с нелегированной цилиндрической рабочей областью с различными длинами рабочей области от 25 до 10 нм для демонстрации влияния масштабирования. Флуктуации характеристик анализируются для двух значений длины корреляции 10 нм и 20 нм и диапазона среднеквадратичных значений отклонений границы в диапазоне от 0.4 до 0.85 нм. Для исследуемых ключевых параметров – пороговое напряжение, токи Ion и Ioff значения стандартного отклонения для транзисторных структур с разной длиной канала отличаются примерно в 2 раза. При этом закономерности вариативности ключевых параметров имеют функционально отличающийся характер. Следствием этого является немасштабируемость методов оптимизации влияния вариативности из-за эффекта неравномерности границы.

Приложения, связанные с применением искусственного интеллекта (ИИ) и интернета вещей, требуют высокопроизводительных вычислительных систем. Современные цифровые нейроморфные сопроцессоры, которые изготавливаются по КМОП-технологии, неэффективны при выполнении нейросетевых алгоритмов, из-за ограничений архитектуры фон-Неймана. Перспективное направление для исследований – интегральные схемы на основе энергонезависимых сегнетоэлектрических транзисторов. В работе приведен обзор исследований, посвященных сегнетоэлектрическим материалам, характеристикам сегнетоэлектрических транзисторов и методам их исследования.

Представлена экспериментально полученная прецизионная технология формирования управляемого профиля алюминиевых токопроводящих дорожек с заданным сопротивлением. Технология основана на анизотропном плазмохимическом травлении алюминия в газовой смеси BCl₃–Cl₂ с последующей прецизионной подгонкой сопротивления дорожек “сухим” плазмохимическим методом. Показано, что для обеспечения наиболее качественного плазмохимического травления алюминия с минимальным подтравом под фоторезистивную маску, с минимальным наклоном профиля алюминиевой токопроводящей дорожки и отсутствием дефектности рисунка травления и стравленных областей необходимо использовать многостадийный итерационный технологический процесс с технологическими операциями подготовки поверхности до травления и операциями удаления полимера и фоторезиста после травления.