Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України
Національна академія наук України

Пошук

Деталі
Перегляди: 25748

Лабораторія фізико-технологічних проблем твердотільної НВЧ електроніки

 
Керівник
Раїса Василівна Конакова
доктор технічних наук,
професор
Тел.(факс): (044) 525-61-82
Ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 

 

Публікації

360-176 0962509 book 005a P1010007a

Основні публікації за 2020 рік

RadResa EfActAct EfMicandLaser MFV_ nadezh 9781621000914

Склад лабораторії

Міленін Григорій Володимирович

кандидат технічних наук, ст.н.с.

тел: 525-61-82, внутр. тел: 3-40 (к.154  корп.5)

Охріменко Ольга Борисівна

доктор фізико-математичних наук, ст.н.с.

тел: 525-62-61  Внутр. тел: 3-17 (к. 441   корп.5)

Е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

ResearchGate
RS

Редько Світлана Миколаївна

кандидат фізико-математичних наук,

тел внутр: 3-95  (к. 208   корп.1)

Е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
ResearchGate

Кудрик Ярослав Ярославович

кандидат технічних наук, ст.н.с.

Тел: 5-14 (к.443 корп. 5)

Е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

  ResearchGate

Шеремет Володимир Миколайович

кандидат ф.-м. наук, ст.н.с.

Тел внутр: 6-87 (к. 431   корп.5)

Е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

ResearchGate

Шинкаренко Володимир Вікторович

кандидат фізико-математичних наук, ст.н.с.

Тел: 5-14 (к.443 корп. 5)

Е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

ResearchGate
DubMaxim

Дуб Максим Миколайович

 

н.с.,

тел внутр: 4-94 (к. 456а корп.5)

Е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 
saj

Сай Павло Олегович

м.н.с.,

тел внутр: 4-94 (к. 456а корп.5)

Карп Римма Ісааківна

інженер,

тел внутр: 6-87 (к. 431 корп.5)

 

Дослідження

Основні наукові напрямки:

  • розробка фізичних принципів створення швидкодіючих напівпровідникових приладів нового покоління;
  • розробка нових методів і засобів діагностики субмікронних напівпровідникових структур і приладів на їх основі;
  • вивчення структурної релаксації в гетерогенних напівпровідникових системах з метою встановлення закономірностей дефектоутворення і масопереносу в них при різних зовнішніх впливах.

Найбільш значні фундаментальні досягнення:

• створена і підтверджена експериментально феноменологічна теорія структурної релаксації в напівпровідникових приладових структурах, що дозволило розробити нові методи радіаційної технології та впровадити їх у виробництво НВЧ-приладів;
• виявлена орієнтаційна залежність напруги лавинного пробою в арсенід-галієвих діодах Шотткі і запропонована її фізична модель;
• створена і підтверджена експериментально теорія шнурування струму в лавинно-пролітних НВЧ діодах різного типу;
• розрахована омічна балістична провідність в туннельно-зв'язаних двух'ямних системах, перспективних для створення електронних перемикачів нового покоління.


Реалізація наукових досліджень лабораторії включає:

• розробку та впровадження комплексу апаратури для діагностики та прогнозування надійності НВЧ діодів і транзисторів;
• розробку і впровадження наносекундних характеріографів;
• створення систем вводу, відображення і обробки багатоканальних електричних сигналів в реальному часі на ЕОМ;
• розробку і впровадження радіаційно-технологічних методів підвищення якості та надійності НВЧ діодів і транзисторів;
• розробку та впровадження методів діагностики дефектів в епітаксійних і приладових напівпровідникових структурах.

Розроблені апаратура і методи захищені 25 авторськими свідоцтвами СРСР.

Досягнення

  • Виявлені процеси деградації лавино-прольотних діодів та вплив різних технологічних прийомів і обробок на надійність і вихідні параметри таких приладів. Виявлена орієнтаційна залежність напруги лавинного пробою в арсенід-галієвих діодах Шотткі і запропонована її фізична модель. Розроблена і підтверджена експериментально теорія шнурування струму в лавино-прольотних НВЧ діодах різного типу, розрахована омічна балістична провідність в тунельно-зв'язаних двоямних системах, перспективних для створення електронних перемикачів нового покоління. Створена оригінальна апаратура для прогнозування надійності напівпровідникових діодів за тонкою структурою ВАХ.
  • Створено методики відбраковування потенційно ненадійних НВЧ напівпровідникових приладів, що працюють в екстремальних умовах (при високій густині розсіюваної потужності і температурах, близьких до критичних) шляхом аналізу особливостей їх електрофізичних характеристик. На основі цих методик створено автоматизований діагностичний характеріограф. Встановлено та апробовано в експерименті інформативні параметри для прогнозування відмов невипрямляючих контактів для активних мікрохвильових і сенсорних елементів на основі GаАs. Виявлено високу термостабільність поверхнево-бар'єрних структур, які формуються плівками ZrВх на n-n+GаАs, що забезпечує їх стійку працездатність при екстремальних терморадіаційних впливах (Т=600 °С, Ф=108 Р).
  • Встановлено, що автоепітаксійні структури ІnP та GaAs, які вирощені на пористих сильнолегованих підкладинках n+InP (100) і n+GаАs (100), є більш структурно досконалими та менш напруженими, ніж аналогічні структури, вирощені на стандартних підкладинках. Показано, що діоди Ганна, виготовлені на епішарах, які вирощені на пористих підкладинках, мають «м'який» запуск у режимі генерації і більш високі вихідні параметри, ніж стандартні діоди Ганна. Встановлено наявність перехідного шару на межі поділу контактів Шотткі NbN-GaAs, провідність якого залежить від температури відпалу зразків та концентрації азоту в плівці NbN, що важливо для створення високонадійних діодів Шотткі.
  • Показано, що в субмікронних напівпровідникових бар'єрних структурах на основі ІnР, GаАs і SіС при наявності структурних неоднорідностей на межі поділу метал-напівпровідник і (або) ростових дислокацій, що пересікають область просторового заряду, на прямій гілці вольтамперної характеристики в діапазоні температур 100-500 К домінує тунельний струм. Встановлено, що основним фактором, який обмежує деградацію ТіNх-GаАs, ТіВх-SіС, Та2O5-Sі, Gе-GаАs при впливі на них потужного електромагнітного випромінювання, є наявність аморфної (ТіNх, ТіВх, ТаOx) або монокристалічної (Gе) бар'єростворюючої плівки, яка уповільнює зернограничну дифузію (основний механізм руйнування бар'єрних контактів), що важливо для створення узагальненої моделі термо- і радіаційно-стійкого контакту: метал-напівпровідник. Розроблені високонадійні термо- і радіаційностійкі омічні та бар'єрні контакти на основі фаз проникнення для дискретних напівпровідникових приладів і інтегральних схем нового покоління (тунельно-резонансні, тунельно-прольотні діоди, транзистори з високою рухливістю в каналі).
  • Розв’язано фізико-технологічну проблему використання поруватих наноструктурованих матеріалів А3В5 для розробки нових типономіналів мікрохвильових твердотільних діодів на частотний діапазон 75-350 ГГц.
  •      Розроблено автоматизований комплекс для вимірювання параметрів субмікронних напівпровідникових приладів та структур в діапазоні 77-1000 К.

{tab Розробки}

Патенти

  • Бєляєв О.Є… Апаратура для діагностики надійності напівпровідникових надпотужних імпульсних лавинопрольотних діодів (ЛПД) / Бєляєв О.Є., Болтовець М.С.,Конакова Р.В.,Кудрик Я.Я.,Шинкаренко В.В. //Патент №47386 дата реєстрації: 25.01.2010
  • Бєляєв О.Є… Пристрій для вимірювання параметрів омічного контакту до напівпровідника / Бєляєв О.Є., Болтовець М.С., Конакова Р.В., Кудрик Я.Я., Шинкаренко В.В. //Патент №55762 дата реєстрації: 27.12.2010
  • Бєляєв О.Є… Спосіб створення омічних контактів до широкозонних напівпровідників / Бєляєв О.Є., Болтовец М.С., Конакова Р.В., Мілєнін В.В., Кудрик Я.Я., Шеремет В.М., Новицький С.В. // Пат. 61621 Україна, МПК H01L21/268. / заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України.— № 201015698; заявка 27.12.2010; опубл. 25.07.2011, Бюл. №14
  • Бєляєв О.Є… Спосіб вимірювання теплового опору напівпровідникових діодів / Бєляєв О.Є., Болтовец М.С., Конакова Р.В., Кудрик Я.Я., Шеремет В.М. // Пат. 65395 Україна, МПК G01N 25/00. / заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України.— № 201104203; заявка 06.04.2011; опубл. 12.12.2011, Бюл. №23
  • Бєляєв О.Є… Спосіб контролю якості катодного контакту діодів Ганна / Бєляєв О.Є., Іванов В.М., Конакова Р.В., Кудрик Я.Я., Мілєнін В.В., Шеремет В.М., Новицький С.В., Бобиль О.В., Тарасов І.С., Арсентьєв І.М. // Пат. 65725 Україна, МПК H01L 21/66. / заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України.— № 201106930; заявка 01.06.2011; опубл. 12.12.2011, Бюл. №23
  • Чирчик С.В., Кудрик Я.Я., Шеремет В.М. Спосіб визначення рекомбінаційних параметрів нерівноважних носіїв заряду в напівпровідниках // Пат. 67186 Україна, МПК G01N 27/00. / заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України.— №u201107523; заявка 14.06.2011; опубл. 10.02.2012, Бюл. №3
  • О.Є. Бєляєв Патент України на корисну модель №83664 Спосіб створення омічного контакту до InP та GaAs / О.Є. Бєляєв, О.В. Бобиль, В.М. Іванов, Р.В. Конакова, Я.Я. Кудрик, С.В. Новицький, А.В. Саченко / Бюл. №18 29.09.2013.
  • О.Є. Бєляєв… Спосіб вимірювання теплового опору ланок світлодіодної структуры / О.Є. Бєляєв, В.М. Сорокін, Р.В. Конакова, Я.Я. Кудрик, В.М. Шеремет, В.В. Шинкаренко / Патент України на корисну модель №76966 /Бюл. №2. 25.01.2013
  • О.Є. Бєляєв Спосіб формування омічного контакту до кремнію / О.Є. Бєляєв, М.С. Болтовець, А.О. Виноградов, Р.В. Конакова, Я.Я Кудрик, С.В. Новицький, А.В. Саченко, В.М. Шеремет Патент України на корисну модель №78963 / Бюл. №7. 10.04.2013
  • Патент на корисну модель UA 87820 Україна, МПК H01L21/268 Спосіб формування омічного контакту до n-Si / О.Є. Бєляєв, В.А. Піліпєнка, Т.В. Пятліцкая, М.С. Болтовець, Р.В. Конакова, А.О. Виноградов, Я.Я. Кудрик, В.М. Шеремет, А.В. Саченко, Т.В. Коростинська, В.М. Аніщик; заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України. — № u 2013 08610; заява 08.07.2013; опубл. 25.02.2014, Бюл. №4
  • Патент на корисну модель UA 87875 Україна, МПК H01L21/00, H01L21/268 Спосіб виготовлення омічного контакту до n-Si / Г.М. Веремійченко, В.М. Іванов, В.М. Ковтонюк, О.Є. Бєляєв, Р.В. Конакова, С.В. Новицький, В.М. Шеремет; заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України. — № u 2013 09809; заява 06.08.2013; опубл. 25.02.2014, Бюл. №4
  • Патент на корисну модель UA 88970 Україна, МПК G01N27/00, G01N25/00, G01N21/00 Спосіб прогнозування деградації світлодіодів та світлодіодних модулів / О.Є. Бєляєв, Р.В. Конакова, Я.Я. Кудрик, В.М. Сорокін, В.В. Шинкаренко В.М. Шеремет; заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України. — №u 2013 11904; заява 09.10.2013; опубл. 10.04.2014, Бюл. №7
  • Патент на корисну модель UA 91936 Україна, МПК H01L21/00, H01L21/268 Спосіб виготовлення омічного контакту до n-Si / О.Є. Бєляєв, В.А. Піліпєнка, Т.В. Пятліцкая, М.С. Болтовець, Р.В. Конакова, А.О. Виноградов, Я.Я. Кудрик, В.М. Шеремет, А.В. Саченко, Т.В. Коростинська, В.М. Аніщик; заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України. — № u 2014 01014; заява 03.02.2014; опубл. 25.07.2014, Бюл. №14
  • Патент на корисну модель UA 93207 Україна, МПК G01K 1/00 Датчик температури / О.Є. Бєляєв, М.С. Болтовець, Г.М. Веремійченко, Р.В. Конакова, В.А. Кривуца, В.Ф. Мітін, В.М. Пузіков, О.В. Семенов, В.В. Холевчук, В.М. Шеремет; заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України. — № u 2014 03122; заява 27.03.2014; опубл. 25.09.2014, Бюл. №18
  • Патент на корисну модель UA 94616 Україна, МПК H01L21/268 Спосіб створення омічних контактів до n-AlN / О.Є. Бєляєв, М.С. Болтовець, Ю.В.Жиляев, В.Н.Пантелеев, Л.М.Капітанчук, Т.В.Коростинська, П.О.Сай, А.В.Саченко, В.М. Шеремет; заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України. — № u 2014 04824; заява 25.05.2014; опубл. 25.11.2014, Бюл. №22
  • Пат. №65395 Україна Спосіб вимірювання теплового опору напівпровідникових діодів Бєляєв О.Є., Болтовец М.С., Конакова Р.В., Кудрик Я.Я., Шеремет В.М., МПК G01N 25/00. / заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України.— № 201104203; заявка 06.04.2011; опубл. 12.12.2011, Бюл. №23
  • Пат. №87875 Активний дискретний НВЧ пристрій Бєляєв О.Є., Іванов В.М., Веремійченко Г.М., Шеремет В.М., Конакова Р.В., Ковтонюк В.М., Новицький С.В. заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України. Опубліковано: 25.02.2014
  • Пат. №97882 Спосіб створення низькотемпературного омічного контакту до напівпровідників типу А3В5 / Арсєнтьєв І.Н., Бєляєв О.Є., Бобиль А.В., Болтовець М.С., Іванов В.М., Конакова Р.В., Новицький С.В., Пилипчук О.С., Саченко А.В., Ткаченко О.К., Шеремет В.М. заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України. Опубліковано: 10.04.2015 Бюл. №7.
  • Пат. №97274 Термостійка омічна контактна система до напівпровідникового приладу з алмазу / Бєляєв О.Є., Болтовець М.С., Веремійченко Г.М., Дуб. М.М., Конакова Р.В., Ральченко В.Г., Шеремет В.М. заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України. Опубліковано: 10.03.2015 Бюл. №5.
  • Пат. №99230 Оптичний спосіб оцінки коефіцієнтів дифузії метастабільних точкових дефектів в епітаксійних структурах на основі GaN / Конакова Р.В., Мілєнін В.В., Редько Р.А., Редько С.М., Швалагін В.В. заявник і патентовласник Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкрьова НАН України. Опубліковано: 25.05.2015 Бюл. №10.
  • Конакова Р.В., Міленін В.В., Редько Р.А., Редько С.А., Міленін Г.В., Швалигін В.В. – Спосіб зниження внутрішніх механічних напружень в епітаксійних структурах GaN/Al2O3 – Патент України на корисну модель № 103985. – Бюл. № 1 від 12.01.2016.
  • Бєляєв О.Є., Болтовець М.С., Виноградов А.О., Кладько В.П., Конакова Р.В., Сай П.О., Саченко А.В., Сафрюк Н.В., Шеремет В.М., Шинкаренко В.В. – Спосіб створення омічного контакту до InN – Патент України на корисну модель № 108190. – Бюл. № 13 від 11.07.2016.
  • Редько Р.А., Конакова Р.В., Міленін Г.В., Мілєнін В.В., Редько С.М., Лісковський І.О. Спосіб оцінки коефіцієнтів дифузії метастабільних точкових дефектів в епітаксійній структурі GaN/Al2O3 // Патент на корисну модель № 125730.-2018 р.

Прикладні програми

SShotSBH

Программа для расчета высоты барьера Шоттки, фактора идеальности и величины последовательного сопротивления из ВАХ

----

Обладнання

Автоматизований комплекс для вимірювання параметрів субмікронних напівпровідникових приладів і структур

 

Функціональні можливості комплексу:
Вимір статичних вольт-амперних характеристик (ВАХ) три– і двополюсників:
•    діапазон вимірювання струмів 1·10-11 – 2 А
•    діапазон встановлення струмів 10-3-10-1, 10-2-2А дискретність 10-2А
•    діапазон встановлення напруг до 300 В: діапазони 0 – 10 В дискретність 2,5 мВ,
0 - 50 В дискретність 0,1 В і 0 - 300 В дискретність 1 В.
•    Можливі вимірювання у температурному діапазоні 77-380К.
Вимір імпульсних ВАХ три– і двополюсников у діапазоні частот від 1 до 100кГц, струмів від 1·10-4 - 2 А і напруг до 10 В;
Вимір вольт-фарадних характеристик (ВФХ);
•    діапазон встановлення напруг зміщення до 200 В: діапазони 0 – 10 В дискретність 2,5 мВ,     0 - 50 В дискретність 0,1 В, 0 - 200 В дискретність 1 В.
•    Можливі вимірювання у температурному діапазоні 77-380К. 

Вимір температурної залежності струму, ємності, провідності (модуляційний метод) при заданій напрузі зміщення.
Вимір температурної залежності опору чотирипроводним методом 10-5-2·108 Ом.
Захист досліджуваного зразка від перевантаження по струму;
Можливість проводити вимірювання, над дискретними елементами і елементами на пластині, напівавтоматичне вимірювання параметрівтранзисторів на пластині;

ВАХ напівпровідникового діода з р-n переходом на основі SiC 4H,

знята в температурному діапазоні 77-360 К

 

ВАХ ДБШ на основі SiC 6H, в температурному діапазоні 77-750 К

ВФХ ЛПД при зворотньому зміщенні

на початковій ділянці в діапазоні температур 100-380 К

Зміна механізму струмопереносу в ДБШ на основі SiC 6H

 

Апаратура для діагностики надійності кремнієвих надпотужних імпульсних ЛПД

  -      Довжина тестового імпульсу 80-340 нс;
-    Частота слідування тестових імпульсів 1-1000 Гц;
-    Амплітуда тестових імпульсів до 300 В на навантаження 50 Ом;
-    Дискретність 0.1 В, 1 В, в залежності від діапазону.
-    Діапазон струмів 0-22 А;
 


Установка для вимірювання теплового опору мікрохвильових діодів та світлодіодів

Діапазон струмів 0-5 А з кроком 1.25 мА
Діапазон напруг 0-10 В з кроком 2.5 мВ
Діапазон тривалостей імпульсу від 8 мкс з кроком 2 мкс
Діапазон температур термостата 297-400 К
Точність термодатчика  0,1 К, точність дотримання температури  0.3К
Блок-схема установки для вимірювання теплового опору:
ПК – персональний комп’ютер БУ – виносний блок;
TC – термостат. АП – буферний підсилювач;
СН – перетворювач напруга-струм, ПП – підсилювач потужності, СС – стабілізатор струму термосенсора, ФС – фотометрична сфера, С – інтегральний сенсор, КрД – кроковий двигун

Релаксація температури на шести світлодіодах
при розігріві постійним струмом

therm3

Спектр білого світлодіода при I=350 мА

Проекти

  • Розроблення фізико-технологічних основ нанотехнологій виготовлення високоефективних діодів Ганна терагерцового діапазону на основі фосфідіндієвих епітаксійних структур з вбудованими буферними "еластичними" нанопористими шарами
  • Розроблення базових нанотехнологій створення активних елементів джерел НВЧ випромінювання в терагерцовому діапазоні на основі напівпровідникових структур А3В5 з наноструктурними буферними шарами і структурованими дифузійними бар’єрами 
  • Розроблення нанотехнологій виготовлення елементної бази НВЧ пристроїв для діапазону частот 200-600 ГГц 
  • Теоретичне і експериментальне дослідження температурної залежності контактного опору омічних контактів до n-Si зі сходинкою легування n+-n типу
  • Фізичні та фізико-технологічні аспекти створення сучасних напівпровідникових матеріалів і функціональних структур для нано- і оптоелектроніки
  • Нові технології виготовлення матеріалів і наноструктур, комплексні дослідження їх фундаментальних властивостей та створення новітніх елементів сенсорної техніки
  • Розробка нових принципів, методів і засобів одержання, дослідження і характеризації напівпровідникових матеріалів і структур, створення елементної бази перспективної напівпровідникової електронної техніки, в т.ч. на основі нових фізичних явищ