Экспериментальное и теоретическое исследование и моделирование наноразмерных полупроводниковых приборов с учетом влияния различных факторов радиации.Проект РФФИ №20-57-53004

Объект исследования: наноразмерные полупроводниковые приборы со структурой FDSOI MOSFET и FinFET, являющиеся перспективной элементной базой современных сверх- и ультра-БИC.Цель работы: Целью проекта является получение новых знаний о радиационной стойкости наноразмерных полупроводниковых приборов со структурой FDSOI MOSFET и FinFET, являющихся перспективной элементной базой современных сверх- и ультра-БИС, при воздействии на них различных видов радиации.Ожидаемые научные результаты. 1) Общая концепция TCAD-моделирования наноразмерных приборов типа FD SOI MOSFET и FinFET, подвергнутых облучению различными видами радиации: гамма- и рентгеновскими лучами, нейтронами, электронами, протонами, одиночными заряженными частицами.2) Библиотека радиационных моделей электро-физических параметров п/п материалов и структуры прибора (подвижности носителей μeff, времени жизни τ, скорости объёмной рекомбина-ции-генерации R-G, скорости поверхностной рекомбинации S0, плотностей дефектов в объёме диэлектриков Not и на границах кремний-оксид Nit и др.), аттестованная по результатам радиационных экспериментов для каждого вида излучения (см. п. 1), и встроенная в TCAD-симулятор.3) Радиационные TCAD-модели приборов 28 нм FD SOI MOSFET и 22 нм FinFET, учитывающие воздействие различных видов излучения (см. п. 1) и аттестованные по результатам измерений электрических характеристик тестового набора приборов, изготовленных и облучённых китайскими исполнителями проекта.4) Результаты TCAD-анализа, позволяющие выявить физические механизмы деградации основных параметров и характеристик (порогового напряжения, крутизны, тока насыщения, пред-пороговой области ВАХ, токов утечки и др.) приборов 28 нм FD SOI MOSFET и 22 нм FinFET при воздействии на них различных видов радиации.5) Конструктивно-технологические решения, способствующие повышению радиационной стойкости 28 нм FD SOI MOSFET и 22 нм FinFET-приборов (совместно с китайскими исполнителями проекта).6) Общая концепция разработки компактных SPICE-моделей для наноразмерных компонентов СБИС и УБИС со структурой FD SOI MOSFET и FinFET, учитывающих эффекты, обусловленные влиянием различных видов облучения: гамма- и X-лучами, нейтронами, электронами, протонами, одиночными заряженными частицами.7) Компактные SPICE-модели приборов 28 нм FD SOI MOSFET и 22 нм FinFET, учитывающие влияние различных видов радиационного излучения (см. п. 6), аттестованные по результатам измерений электрических характеристик тестового набора приборов, изготовленных и облучённых китайскими исполнителями проекта).9) Результаты проверки достоверности (валидация) разработанных SPICE-моделей приборов 28 нм FD SOI MOSFET и 22 нм FinFET на примерах расчёта радиационной стойкости для тестового набора цифровых и аналоговых фрагментов СБИС.