Введение к работе
Актуальность работы. Основные элементы большинства современных приборов оптоэлектроники, микрофотоэлектроники, солнечной энергетики, твердотельной электроники создаются на основе полупроводниковых гетероструктур, выращиваемых методами эпитаксиальной технологии.
Необходимость расширения возможностей приборов требует, в первую очередь, совершенствования основных элементов, а следовательно, и их технологии производства. Для эпитаксиальной технологии можно выделить два основных пути модернизации. Первый - применение новых компонентов, обладающих лучшими свойствами, в качестве основы гетороструктур или разработка более совершенных методов создания гетороструктур. Второй - совершенствование применяемых методов. Во втором случае актуальными направлениями в улучшении характеристик выращиваемых гетероструктур, а также в повышении эффективности производства являются:
разработка новых источников, позволяющих снизить загрязнение слоев различными фоновыми примесями;
разработка высокопроизводительного оборудования с применением элементов оснастки, также позволяющих снизить загрязнение слоев;
подбор технологических режимов выращивания, позволяющих достичь требуемых характеристик гетероструктур.
В связи с выполнением значительного количества расчетов и необходимостью учета большого числа факторов в исследованиях, возникает потребность в применении специализированных компьютерных программных систем, позволяющих проводить вычислительные эксперименты, снижая трудоемкость поставленных задач.
Цель работы - подбор и совершенствование технологических режимов газофазной эпитаксии путем разработки специализированного программного комплекса (СПК).
Для достижения цели решаются следующие задачи:
формализованное описание задачи совершенствования эпитаксиальной технологии на основе системного анализа технологических процессов;
разработка архитектуры СПК, обеспечивающей осуществление вычислительных экспериментов по выращиванию полупроводниковых гетероструктур;
разработка алгоритмов, реализующих отдельные функции СПК;
реализация СПК на основе разработанной архитектуры и алгоритмов;
применение СПК для совершенствования эпитаксиальной технологии.
Научная новизна:
S на основе системного анализа технологических процессов газофазной эпитаксии выполнено построение формализованного описания задачи совершенствования технологических режимов; S разработана архитектура СПК, обеспечивающая осуществление вычислительных
экспериментов по выращиванию полупроводниковых гетероструктур; S разработаны алгоритмы:
S описывающие эмпирически установленные зависимости характеристик
выращиваемых эпитаксиальных слоев от контролируемых входных параметров
процесса эпитаксии для слоев следующего состава: GaAs, GaAs
GaAs
S динамического изменения параметров процесса эпитаксии в ходе
вычислительного эксперимента; S описывающие поведение узлов установки с учетом возможности возникновения
нестандартных ситуаций в ходе вычислительного эксперимента; S построения графических моделей эпитаксиальных гетероструктур на основе
результатов эксперимента; S описывающие исследования гетероструктур применительно к моделям. Практическая значимость. Основным практическим результатом работы является СПК, реализованный для установки «Сигмос-130» ФГУП «НИИ «Полюс» и обеспечивающий:
подбор технологических режимов для достижения требуемых характеристик эпитаксиальных слоев с помощью вычислительных экспериментов, что позволяет экономить расходные материалы, время и средства;
повышение квалификации персонала, что позволяет уберечь от износа и сохранить работоспособность дорогостоящего оборудования.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии», (Кисловодск, 2006, 2009 г.; Ставрополь, 2009 г.), «Interactive systems: The problems of Human-Computer Interaction», (Ульяновск, 2003, 2005, 2009 г.), «Process Control» (Kauty nad Desnou, Czech Rebublic, 2008 г.), Российских научно-технических конференциях «Микроэлектроника и информатика» (Москва, 2003, 2007, 2008 г.), «ФАГРАН» (Воронеж, 2006, 2007 г.), «Наукоемкие химические технологии» (Москва, 2003, 2005, 2006, 2009 г.), «Проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Екатеринбург, 2003 г.).
Разработанный программный комплекс награжден золотой медалью выставки
«Образовательная среда», Москва, ВВЦ, 2004 г.
Публикации. Полученные в работе результаты опубликованы в 12 печатных работах, в т.ч. в 5 статьях в изданиях по перечню ВАК и 7 тезисах научных конференций.
Структура и объем работы. Диссертация включает введение, 4 главы, заключение, список литературы (88 наименований). Основной текст изложен на 186 страницах и содержит 82 рисунка и 12 таблиц.
Похожие диссертации на Совершенствование технологии выращивания полупроводниковых гетероструктур методом МОС-гидридной эпитаксии на основе программного комплекса
![Управление муниципальным амбулаторно-поликлиническим комплексом на основе медико-экономического мониторинга [Электронный ресурс]](/i/i/4258/168198.png "Управление муниципальным амбулаторно-поликлиническим комплексом на основе медико-экономического мониторинга [Электронный ресурс] Бредихин Сергей Викторович")
