Разработка и совершенствование конструктивно-технологического базиса отечественной электронной компонентной базы

В настоящее время проблемы увеличения объемов выпуска, расширения номенклатуры, повышения функциональности и надежности отечественной электронной компонентной базы (ЭКБ) приобретают важнейшее значение в связи с выраженным дефицитом ЭКБ на фоне постоянно возрастающего спроса на изделия микроэлектроники. Значимость отмеченных проблем многократно усиливается в условиях, когда отечественный производитель ЭКБ дополнительно испытывает жесткую конкуренцию и санкционное давление, ведущее к разного рода ограничениям доступа к зарубежным платформам ЭКБ и высокотехнологического оборудования, включая ограничения выхода на зарубежные производственные площадки. В связи с этим работы, направленные на обеспечение технологического суверенитета в области электронной промышленности, приобретают актуальность и особую важность для дальнейшего успешного развития отечественной электронной индустрии. Реализация проекта будет проводиться по следующим направлениям: 1) разработка интегральных конденсаторов с высокой емкостью и варикапов с управляемой характеристикой и высоким коэффициентом перекрытия по емкости; 2) разработка конструктивно-технологических аспектов проектирования и создания элементов цифровых МОП схем, устойчивых к воздействию дестабилизирующих факторов; 3) разработка высокоэффективных углеродных эмиссионных катодных узлов для вакуумной микроэлектроники. Первое направление работ по проекту направленно на развитие конструктивно-технологического базиса активных (варикапы) и пассивных интегральных конденсаторов повышенной емкости. Рассмотрим актуальность работ этого направления. Второе направление ориентированно на развитие цифровых МДП схем в части повышения их устойчивости к деградации под воздействием дестабилизирующих факторов. Третьим перспективным направлением развития электронной компонентной базы является разработка основ вакуумной микроэлектроники (ВМЭ), включающая вопросы создания электронных компонентов, характеризующихся микрометровыми геометрическими размерами, в которых движение электронов, в отличие от твердотельной электроники, происходит не в кристаллической решетке, а в вакууме. Разработка и исследование функциональных и эксплуатационных характеристик интегральных МОП-структур и компонентов для вакуумной микроэлектроники. Разработка и исследование функциональных и эксплуатационных характеристик интегральных МОП-структур и компонентов для вакуумной микроэлектроники. Цель научного исследования - разработка и исследование функциональных и эксплуатационных характеристик интегральных МОП-структур и компонентов для вакуумной микроэлектроники. Для достижения поставленных целей планируется решить следующие задачи: - провести обзор современного состояния по направлениям: технологические процессы профилирования кремния для создания структур с развитой поверхностью и установление возможности их интеграции в базовые маршруты изготовления изделий микроэлектроники; материалы и процессы формирования тонких проводящих и диэлектрических пленок на поверхности с глубоким развитым рельефом и их модификации для управления функциональными параметрами приборных структур, актуализированных в проекте; - разработать физико-топологическую модель конденсатора на основе барьера Шоттки с трехмерной развитой структурой контакта, позволяющей прогнозировать диапазон настройки, фазовый шум и эксплуатационные характеристики и провести анализ влияния физико-топологических факторов создания структур металл-оксид-полупроводник и металл-полупроводник на схемотехнические параметры конденсаторов; - изготовить экспериментальные образцы актуализированных в проекте приборных структур и провести комплексные исследования влияния конструктивно-технологических аспектов на их параметры и характеристики; - разработать новые SPICE-модели (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis, симулятор электронных схем) с распределенными параметрами конденсатора на основе барьера Шоттки с трехмерной развитой структурой и их применения в схемотехнических САПР и провести верификацию физико-топологических и SPICE-моделей актуализированных в проекте приборных структур на основе измерения электрофизических и электрических параметров экспериментальных образцов; - разработать новые конструктивно-технологические способы снижения влияния эффекта горячих электронов и ионизирующего излучения на деградацию характеристик МОП-структур и исследовать пути совершенствования и оптимизации технологических процессов изготовления полупроводниковых приборов; - исследовать статус разработок в области вакуумной микроэлектроники (ВМЭ), и основных технологических процессов формирования ее базовых элементов; - разработать и исследовать процесс плазменного газофазного осаждения затравочных слоев и селективных нанокристаллических эмиссионных пленок на кремниевых подложках для автоэмиссионных холодных катодов; - экспериментальные и теоретические исследования, направленные на поиск новых подходов в технологии изготовления кремниевого сеточного катодного узла с заданными характеристиками для приборов вакуумной микроэлектроники; - разработать и исследовать технологические возможности нового метода изготовления высокоэффективных автоэмиссионных холодных катодов на графитовой подложке, формируемых в плазме электрической дуги с вращающимися электродами.