Высокотемпературная электроника: новые технологии в МИЭМ НИУ ВШЭ
THERMINIC основное европейское совещание по тепловым проблемам в электронных компонентах и системах. В нём принимали участие более 100 представителей университетов и компаний из 20 стран, работающие в области микроэлектроники и силовой электроники.
Организаторами совещания стали Институт инженеров электротехники и электроники (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) и Будапештский университет технологии и экономики (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, BME). Спонсорами были компании Mentor Grapihics – один из лидеров производства САПР электроники – и Huawei – один из крупнейших производителей информационно-коммуникационного оборудования.
На секции «Тепловая характеризация и моделирование» доцент департамента электронной инженерии Л. М. Самбурский представил доклад коллектива авторов из МИЭМ НИУ ВШЭ и Дизайн-центра НИУ МИЭТ:
К. О. Петросянц, С. В. Лебедев, Л. М. Самбурский, В. Г. Стахин; И. А. Харитонов «Исследование свойств малоразмерных КНИ МОП-транзисторов в расширенном диапазоне температуры (до 300°C)».
Тема доклада чрезвычайно актуальна для современной электроники, в этой области проводят технологические, конструкторские, схемотехнические исследования несколько научных групп. Результаты таких исследований важны при внедрении электронной аппаратуры для контроля процессов и управления механизмами в условиях повышенной температуры, где очень сложно или невозможно обеспечить охлаждение электронных компонентов. В современных автомобилях устанавливаются электро-механические системы: различного рода датчики, системы управления и передачи сигналов, которые необходимо располагать в непосредственной близости от источников нагрева. При глубинном бурении в нефтегазовой промышленности системы сбора петрофизической информации о параметрах скважины, находящиеся на фрезах, должны работать при температуре, зависящей от глубины скважины, причём температура повышается в среднем на 25 градусов на каждый километр глубины, а в некоторых местностях и больше. В бортовой аппаратуре самолётов электроника должна заменить гидравлические и механические системы управления. Аппаратура космических кораблей, предназначенных для межпланетных полётов, например, на Венеру и Меркурий, будет находиться в разгорячённой атмосфере этих планет.
В микроэлектронных компонентах высокотемпературных систем обычно используются транзисторы, размеры которых значительно превышают размеры транзисторов в передовых цифровых системах общего назначения (микропроцессорах, схемах памяти). В данной работе проверялась возможность использования КМОП-транзисторов на изолирующей подложке (КНИ КМОП-транзисторов) с малыми размерами канала (с длиной 180 нм) для создания электронных схем на отечественной технологической базе. Были проведены измерения электрических характеристик транзисторов в диапазоне температуры до 300°C, рассчитана деградация основных параметров транзисторов, разработана компактная SPICE-модель транзисторов и определены её параметры, проведено схемотехническое моделирование.
Результаты работы показали, что исследуемая производственная технология является подходящим кандидатом для создания на её основе высокотемпературных электронных схем, что позволяет переходить к следующей этапу: разработке и оптимизации схемотехнических решений.