Skip to main content Skip to search

Лаборатория микроэлектроники

Лаборатория микроэлектроники

Адрес: 
Телефон: 
+7 (8452) 51 - 17 - 46

Руководство лаборатории

Краткая информация: 

Основным научным направлением лаборатории микроэлектроники является исследование связей электрофизических и электродинамических (оптических) свойств полупроводниковых материалов и структур и композитов на их основе в широком диапазоне частот, как при комнатной температуре, так и в условиях получения (выращивания, осаждения, модификации, травления синтезирования, легирования) структур.

Лаборатория микроэлектроники была создана решением Правительства в декабре 1962 г. как проблемная лаборатория микроэлектроники СГУ. Позднее лаборатория вошла в структуру НИИМФ СГУ. В настоящее время лаборатория микроэлектроники является структурным подразделением Отделения механики и физики НИИ ЕН СГУ. А.И. Смирнов заведует лабораторией с момента ее создания. 
Отличительной особенностью работы лаборатории, развиваемой в течение всего времени её существования является комплексный характер проводимых исследований, органически связанными компонентами которых являются – 
- теоретические и экспериментальные исследования связей электродинамических (оптических ) свойств материалов и структур с комплексом их физических свойств и топологическими особенностями; 
- широкое использование математического моделирования, методов решения прямых и обратных задач и планирования экспериментов для получения описания связей между топологией и свойствами материалов и структур с одной стороны и их электродинамическими свойствами в широком диапазоне частот и условий измерения , для проверки адекватности описания устанавливаемых связей между свойствами материалов и структур, их откликами на воздействия и технологическими факторами, установления возможностей и проверки адекватности прогнозирования физических и функциональных свойств структур непосредственно в ходе процессов их образования; 
- создание собственной уникальной технологической базы и широкой кооперации с ведущими исследовательскими организациями промышленности и АН для проверки разрабатываемых методов и средств и получения новой научной информации; 
- реализация и исследование возможностей создаваемых методов были бы невозможными без создания новых средств контроля, разрабатываемых непосредственно лабораторией; 
- особое внимание к изучению свойств упорядоченных и неупорядоченных материалов и структур в условиях проявления размерных, механических и частотных резонансов; 
- постоянная направленность на возможности использования получаемых результатов для создания методов и средств изучения и контроля структур и процессов, методов управления электромагнитным излучением и сенсорики. 
Результаты и достижения 
Существенной является сложившаяся методология проведения исследований, основанная на разработке таких методов и условий измерений, которые обеспечивают избыточность экспериментальных данных, позволяющую решением прямых и обратных задач не только получить искомые сведения, но и отобрать модель, адекватно описывающую анализируемый объект. Такой подход особенно целесообразен, когда в результате должны быть получены не только сведения о макро- и микропараметрах, но и модель вещества. Иллюстрацией возможностей такого изучения могут служить циклы работ, в ходе которых: 
* обнаружены новые макроскопические эффекты (например, необычность электродинамических свойств и плазменного резонанса композитов, в частности впервые установленная множественность частот плазменного резонанса в композите) позволили на основе анализа данных, полученных в мм, см и Ик диапазонах объяснить электродинамические свойства и температурные зависимости фазового перехода в двуокиси ванадия; 
* на основе созданной в лаборатории, не имевших мировых аналогов, технологической установки плазменного осаждения, снабжённой оригинальными установками эллипсометрического контроля, лазерной рефлектометрии и измерения сопротивления слоёв in situ, массспектрометрии, спектрального анализа плазмы и устройств контроля расхода и давления реагентов, мощности ВЧ, температуры и др., информация от которых собиралась ЭВМ «Элктроника-60) проведены циклы работ, которыми впервые были установлены возможности определения и контроля in situ комплекса параметров осаждаемых слоёв, при которых осаждаемые слои преобразователей солнечной радиации в электрическую энергию обладают оптимальными свойствами и установлены физические особенности структуры и состава слоёв, определяющие оптимум их свойств. 
* Описанная выше установка позволила выполнить цикл работ, которыми впервые установлены возможности не только определения in situ более 4-х физических свойств слоёв и переходов между ними в многослойных наноструктурах, но и прогнозировать их свойства, определяемые совокупностью параметров при легировании переносом. Описание явления легирования переносом, при котором осаждение нескольких нанометров изолятора на проводящий слой увеличивает проводимость наноструктуры на несколько порядков, получило количественное подтверждение и созданы новые возможности недоступного в готовых структурах определения параметров и нахождения их связей с технологическими факторами. 
* разработанный оригинальный метод многопараметрового контроля наноструктур на основе пористого кремния послужил одной из основ проведения цикла работ, которыми установлены зависимости кинетики образования и свойств пористого кремния от технологических факторов, обнаружены и частично реализованы необычайно высокие сенсорные свойства структур. Анализ работ лаборатории обнаруживает их последовательное развитие, при котором общим является стремление к возможно полному решению задачи. Это проявляется в том, что, разрабатываемые методы и средства направлены на получение многопараметровой информации. Так, например, по-видимому, впервые было показано, что параметр «толщина» даже для эпитаксиальных слоёв является не скаляром, а вектором и впервые были разработаны методы экспрессного неразрушающего определения величин переходных областей ии областей с однородными свойствами. По мере развития многопараметровость проявляется не только в количестве определяемых свойств, но и в возможностях получения временных зависимостей контролируемых параметров, их связей с технологическими параметрами, получения математического описания связей и временных зависимостей свойств, прогнозирования физических свойств структур в ходе их образования и прогнозирования функциональных параметров структур. 
Все годы существования лаборатории научные кадры, финансовые и материальные ресурсы были сконцентрированы на исследованиях в этой области. 
В результате исследований были созданы научные основы и разработаны новые методы определения состава и свойств полупроводниковых материалов и структур как после их изготовления, так и непосредственно в ходе основных технологических процессов микро- и нааноэлектроники. Эти исследования открыли возможности получения новой научной информации, математического описания и управления технологическими процессами получения сложных полупроводниковых структур. Разработаны и разрабатываются новые способы и микроэлектронные устройства для преобразования и управления электромагнитным излучением. В настоящее время усилия направлены, в частности, на изучение возможностей контролируемого in situ создания и изучения принципиально нового класса наноструктур, у которых изменение состава и топологии при локальном массопереносе является основой их функционирования. 
Разработки лаборатории защищены восьмьюдесятью авторскими свидетельствами и патентами. Созданная на основе работ лаборатории аппаратура и методы внедрены в практику исследовательских и промышленных организаций. В ряде случаев разработки лаборатории намного лет предвосхищали разработки в развитых странах, в качестве примера можно привести методику и аппаратуру контроля образования локальных структур, методы многопараметрового контроля гетероструктур в ходе молекулярно-лучевой эпитаксии, методы управления излучением на основе структур с фазовыми переходами и др. 
По результатам работ защищено 13 кандидатских диссертаций. 
Цикл работ, посвященный поиску и разработке методов неразрушающего определения и контроля свойств материалов и структур удостоен первой премии Президиума АН СССР за лучшие работы организаций АН СССР, вузов и промышленности по проблемам микроэлектроники. 
Главным во все периоды жизни лаборатории микроэлектроники являлся коллектив её сотрудников, для которых всегда достижение научного или практического результата было не сопоставимо с внешними личными оценками. Поэтому нельзя говоря о лаборатории не сказать многих тёплых слов, о работавших в разные годы Суровове Борисе Сергеевиче, Галишниковой Юлии Николаевне, Лодгауз Валентине Абрамовне, Пылаеве Станиславе Евгеньевиче, Костюниной Галине Петровне, Меликове Анатолии Арменаковиче, Григорьеве Анатолии Аврамовиче, Куцевляке Петре Ивановиче, Дружининой Татьяне Юрьевне, Ципорухе Викторе Давыдовиче, Абаньшине Николае Павловиче, Казановой Неле Петровне, Колдобановой Ольге Юрьевне, и ныне принимающих участие в работах лаборатории Смирнове Александре Ивановиче, Жарковой Эльвире Александровне, Хасиной Евгении Иосифовне, Терине Денисе Владимировиче, Мысенко Инне Борисовне, Полянской Валентине Петровне, Мельниковой Татьяне Евгеньевне, Белобровой Ольге Яковлевне, Галушка Викторе Владимировиче. 
Участие в учебном процессе 
Лаборатория является постоянной базой подготовки специалистов, бакалавров и магистрантов. В ряде курсов лекций широко используются результаты, полученные лабораторией и развитая методология исследований и разработок. Непосредственно на современном оборудовании лаборатории силами её сотрудников ставятся и проводятся новые практикумы, в которых ежегодно проходят обучение от 30-ти до 75 студентов. 
В настоящее время на базе лаборатории функционируют следующие специализированные практикумы: 
1. Методы исследований материалов и процессов 
2. Основы технологии низкоразмерных систем 
3. Микроэлектроника и наноэлектроника 
4. Методы диагностики и анализа микро- и наносистем