Борыняк Леонид Александрович,
Чернышев Альфред Петрович
Аннотация
Электромагнитное излучение используется в технологических установках и при проведении боевых операций. Электромагнитный импульс известен как один из поражающих факторов, наносящих существенный урон электронному оборудованию противника. Моделирование результатов воздействия электромагнитного импульса на элементы микроэлектроники является актуальной задачей, поскольку позволяет разрабатывать радиоэлектронное оборудование с повышенной стойкостью к воздействию этого вида электромагнитного излучения. Основной механизм повреждения полупроводниковых приборов связан с местным нагревом материалов. С переходом элементной базы радиоэлектроники в нанодиапазон характерных размеров возрастает деструктивная роль диффузионных процессов, протекающих при сравнительно небольших температурах. Предложена методика оценки выживаемости элементов микроэлектроники при тепловом воздействии. Методика основана на учете зависимости коэффициента диффузии от характерного размера элементов микроэлектроники. Показано, что в нанодиапазоне характерных размеров значительно ускоряются диффузионные процессы. Проверка адекватности модели проведена путем оценки стойкости к тепловому воздействию диффузионного барьера Ta–Cu и сопоставления полученных результатов с экспериментальными данными. Проведена оценка стойкости к воздействию электромагнитного импульса элементов микроэлектроники, изготовленных из новых материалов. Установлено, что перспективные материалы для изготовления элементов микроэлектроники военного назначения должны обладать сравнительно высокой температурой плавления, низкой диффузионной подвижностью и слабой зависимостью физических свойств от температуры. Показано, что к перспективным материалам относятся графен и его производные.
Ключевые слова: элементы микроэлектроники, тепловое воздействие, оценка выживаемости, диффузионные барьеры, графен
Авторы:
Борыняк Леонид Александрович
д-р физ.-мат. наук, профессор, профессор кафедры общей физики Новосибирского государственного технического университета. Область научных интересов: оптические методы измерения. Опубликовано свыше 200 научных работ. (Адрес: 630073, Россия, г. Новосибирск, пр-т К. Маркса, 20. E-mail: borynyak-leonid@mail.ru).
Чернышев Альфред Петрович
канд. техн. наук, доцент, старший научный сотрудник Института химии твердого тела и механохимии СО РАН. Область научных интересов: физика конденсированного состояния, мезофизика. Опубликовано свыше 100 научных работ. (Адрес: 630128, Россия, г. Новосибирск, ул. Кутателадзе 18. E-mail: alfred.chernyshev@gmail.com).
Список литературы
- Рикетс Л.У., Бриджес Дж.Э., Maйлeттa Дж. Электромагнитный импульс и методы защиты. – М.: Атомиздат, 1979. – 328 с.
- Chernyshev A.P. Effect of hydrostatic pressure on selfdiffusion in metal nanoparticles // Physica: E: Lowdimensional Systems and Nanostructures. – 2009. – Vol. 41, iss. 10. – P. 1738–1740. – doi: 10.1016/j.physe.2009.05.001.
- Chernyshev A.P. Effect of pressure on melting and solidification of metal nanoparticles // Physics Letters A. – 2009. – Vol. 373, iss. 11. – P. 1070–1073. – doi: 10.1016/j.physleta. 2009.01.031.
- Кан Р.У., Хаазен П. Физическое металловедение: в 3 т. Т. 1. – М.: Металлургия, 1987. – 640 с.
- Thermal stability of a Cu/Ta multilayer: an intriguing interfacial reaction / H.J. Lee, K.W. Kwon, C. Ryu, R. Sinclair // Acta Materialia. – 1999. – Vol. 47, iss. 15. – P. 3965–3975.
- Ouyang G., Wang C.X., Yang G.W. Anomalous interfacial diffusion in immiscible metallic multilayers: a sizedependent kinetic approach // Applied Physics Letters. – 2005. – Vol. 86, iss. 17. – Art. 171914.
- Сорокин П.Б., Чернозатонский Л.А. Полупроводниковые структуры на основе графена // Успехи физических наук. – 2013. – Т. 183, № 2. – С. 113–132.
- Melting of graphene: from two to one dimension / K.V. Zakharchenko, A. Fasolino, J.H. Los, M.I. Katsnelson // Journal of Physics: Condensed Matter. – 2011. – Vol. 23, № 20. – Art. 202202. – doi: 10.1088/0953-8984/23/20/202202.
- Xie Z.-X., Chen K.-Q., Duan W. Thermal transport by phonons in zigzag graphene nanoribbons with structural defects // Journal of Physics: Condensed Matter. – 2011. – Vol. 23, № 31. – Art. 315302.
- Areshkin D.A., White C.T. Building blocks for integrated graphene circuits // Nano Letters. – 2007. – Vol. 7, № 11. – P. 3253–3259. – doi: 10.1021/nl070708c.
