name: Разработка и исследование схемотехнических SPICE-моделей MOSFET и JFET-транзисторов с учетом тепловых эффектов
keyword_list: низкотемпературная и высокотемпературная электроника температурные эффекты MOSFET и JFET-транзисторы компактные SPICE-модели идентификация параметров моделей
abstract: Объектом исследования являются SPICE-модели.
  Цель работы
  Целью диссертационной работы является разработка и исследование схемотехнических SPICE-моделей MOSFET, FinFET и JFET-транзисторов для расчета электронных схем, работающих в сверхшироком диапазоне температур ( 200°C…+300°C).
  Методы исследования, кроме используемых приборов и аппаратуры
  Для решения поставленных задач в диссертации использованы методы экспериментального определения электрических характеристик тестовых структур, математические методы обработки результатов измерений, методы аппроксимации и оптимизации, компьютерный анализ и моделирование, методы проведения вычислительных экспериментов.
  Достигнутые результаты 
  Основным результатом диссертации является разработанные библиотеки SPICE-моделей MOSFET, FinFET и JFET-транзисторов с учетом влияния сверхнизкой и сверхвысокой температуры. Для всех моделей отработана методика автоматизированного определения параметров на основе результатов измерения электрических характеристик тестовых приборов, использующая универсальный экстрактор IC‑CAP. Модели встроены в существующие промышленные схемотехнические САПР БИС: LTSpice, Multisim, ADS, Hspice.
  Новизна
  Для транзисторов со структурой MOSFET, FinFET, JFET обобщен и развит подход к разработке SPICE-моделей для сверхширокого диапазона температур (-270°С…+300°С), заключающийся в совместном использовании дополнительных аналитических зависимостей для температурно-зависимых параметров и методов макромоделирования.
  Впервые получены SPICE-модели для: 
  •	Si JFET для сверхнизкого диапазона температур (до -233°С);
  •	SiC JFET для диапазона сверхвысоких температур (до +450°С);
  •	суб 100-нм FinFET и 28-нм FD MOSFET со структурой UTBB (с ультратонкими слоями захороненного оксида и активного слоя кремния) для диапазона температур до +250°С.
  •	0,25- и 0,5-мкм MOSFET со структурой SOS (кремний на сапфире), изготовленных по UTSi технологии для сверхвысоких (до +300°C) и сверхнизких температур (до -270°С).
  Внедрение
  Результаты диссертационной работы были использованы на предприятиях ФГБНУ «НИИ ПМТ» в рамках НИОКР, АО «ЗНТЦ» – МИЭТ в рамках НИР, ОАО «МНИИП» в рамках совместных работ по использованию элементов аналогового БМК для построения датчиковых систем, а также при выполнении работ по грантам РФФИ и Научного фонда НИУ ВШЭ, в том числе совместного российско-китайского проекта по исследованию и моделированию глубоко субмикронных и нанометровых КМОП структур.
  Эффективность
  Показано, что использование разработанных SPICE-моделей увеличивает время моделирования на 10% по сравнению со стандартными моделями в стандартном диапазоне температур, что практически не вносит дополнительных ограничений на выполнение схемотехнических расчетов. Модели обеспечивают достаточную точность (10-12%) описания элементов, изготовленных по различным технологиям в широком диапазоне температуры, включая сверхнизкие (до –200°С) и сверхвысокие (до +300°С).
  Область применения
  Применение разработанных SPICE-моделей позволяет значительно расширить возможности современных SPICE-подобных систем схемотехнического моделирования в области оценки температурной стойкости субмикронных и перспективных нанометровых MOSFET, FinFET и JFET структур, а также схем на их основе.
chairman_dissertation_council.name: Евгений
chairman_dissertation_council.surname: Крук
chairman_dissertation_council.patronymic: Аврамович
chairman_dissertation_council.position: И.о. директора
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: AAS-9914-2020
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7801400299
chairman_dissertation_council.rinc_id: 3264-4830
chairman_dissertation_council.url: https://www.hse.ru/org/persons/205587707
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0002-4549-2980
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Вадим
organization_supervisor.surname: Радаев
organization_supervisor.patronymic: Валерьевич
organization_supervisor.position: Первый проректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 47.33.31
rubrics.name: Интегральные микросхемы
rubrics.code: 47.14.07
rubrics.name: Проектирование и конструирование полупроводниковых приборов и приборов микроэлектроники
oecds.code: 02.02.IQ
oecds.name: ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC
speciality_codes.name: Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах
speciality_codes.code: 05.27.01
supervisors.fio: Петросянц К.О.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
protection_organization.short_name: НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ", НИУ "ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ", ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ, НИУ ВШЭ, ВШЭ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ"
protection_organization.ogrn: 1027739630401
protection_organization.supervisor_name: НИКИТА
protection_organization.supervisor_surname: АНИСИМОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: ЮРЬЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Правительство Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ", НИУ "ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ", ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ, НИУ ВШЭ, ВШЭ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ"
author_organization.ogrn: 1027739630401
author_organization.supervisor_name: НИКИТА
author_organization.supervisor_surname: АНИСИМОВ
author_organization.supervisor_patronymic: ЮРЬЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Правительство Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения