Автоемісійні мікрокатоди з елементами керування на структурах "кремній-на-ізоляторі" - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” УДК 621.3.049.77:537.533.2 АВТОЕМІСІЙНІ МІКРОКАТОДИ З ЕЛЕМЕНТАМИ КЕРУВАННЯ НА СТРУКТУРАХ «КРЕМНІЙ-НА-ІЗОЛЯТОРІ» 05.27.01 - твердотільна електроніка А в т о р е ф е р а т дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук ГОЛОТА Віктор Іванович Львів 2009 Дисертацією є рукопис Робота виконана на кафедрі радіофізики і електроніки Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника Міністерства освіти і науки України Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Когут Ігор Тимофійович, Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, кафедра радіофізики і електроніки. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, с.н.с. Захист відбудеться “29” квітня 2009 р. о 14:30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.12 у Національному університеті “Львівська політехніка” за адресою: 79013, м. Львів, вул. Ст. Бандери, 12, ауд. 124 головного корпусу. Львів, 79013, Україна. Сучасний стан розвитку мікроелектроніки характеризується широким використанням автоемісійних мікрокатодів в різноманітних пристроях з покращеними технічними характеристиками: джерел електронів, цифрової електронної літографії, радіаційно стійких і безінерційних моніторів, засобів електронного охолодження, високочутливих індикаторів напружень, генераторів і підсилювачів для частот понад 1 ТГц, пікосекундних цифрових комутаторів, мас-спектрометрів, скануючої електронної мікроскопії. Роботи з теорії автоемісії і її прикладного застосування проводилися Р. Вудом, Е. Мюллером, Р. Фаулером, Л. Нордгеймом, А. Броді, Ч. Спіндтом, Г. Фурсеєм, В. Городецьким, А. Наумовичем. Перспективними вважаються кремнієві мікрокатоди, які можна монолітно інтегрувати зі схемами керування. Тому дослідження по створенню кремнієвих автоемісійних мікрокатодів, монолітно-інтегрованих із елементами керування на КНІ-структурах, є особливо актуальними. Для досягнення цієї мети необхідно було вирішити наступні задачі: - доповнити рівняння Фаулера-Нордгейма з метою розрахунку двозонної автоемісії напівпровідників та визначити робочі інтервали напруженості електричного поля і автоемісійних струмів кремнієвого мікрокатода в межах яких розрахункові значення співпадають з експериментальними; - удосконалити методи розрахунку потенціалів, напруженості поля та траєкторій електронів і заряджених іонів з врахуванням як потенціалів електродів та мікронерівностей поверхні мікрокатоду, так і просторового заряду вакуумного проміжку; - удосконалити спосіб і схему керування кремнієвим мікрокатодом для стабілізації і лінійного регулювання автоемісійного струму; - обґрунтувати умови застосування стандартних компактних моделей МОН-транзисторів для моделювання КНІ МОН-транзисторів, промоделювати та порівняти їх розрахункові та експериментальні статичні характеристики; - розробити спосіб виготовлення локальних тривимірних КНІ-структур та показати приклади їх застосування; - розробити і верифікувати топологію схеми керування, інтегрованої з мікрокатодом, показати можливість її тиражування у великорозмірні матриці. Встановлено, що стандартні компактні моделі МОН-транзисторів можна застосовувати для моделювання КНІ МОН-транзисторів, при умові заземлення контактів витоку і підканальної області. Розроблені технології, удосконалені методи розрахунків, топології і тестові структури КНІ МОН-транзисторів використовуються у ТОВ “Квазар-мікро” (м. Київ), ВАТ НВП “Сатурн” (м. Київ), навчальному процесі кафедри радіофізики і електроніки та СНДЦ “Мікроелектроніка” Прикарпатського національного університету імені В. Стефаника (м. Івано-Франківськ). Встановлено область застосування компактних моделей, базових, дрейфово-дифузійних, термодинамічних, гідродинамічних та транспортних рівнянь.