Эволюция системы моделей и алгоритмов для расчетов параметров технологических процессов получения материалов микро- и наноэлектроники

Рассмотрены результаты создания системы моделей и алгоритмов расчетов параметров технологических процессов получения материалов микро− и наноэлектроники и проектирования оборудования. Акцентируется внимание на том, что отличительной чертой методики преподавания специальных технологических курсов материалов электронной техники является построение курсов по аналогии с технологическими процессами получения материалов для электроники: от объемного монокристалла до приборных структур, размеры которых в настоящее время не превышают нескольких десятков нанометров. Научный модельный подход к решению технологических задач формировался при изучении процессов тепло− и массобмена, которые в совокупности с процессами взаимодействия в жидкостях и газе, с учетом гетерогенных реакций, являются теоретической основой технологии материалов электронной техники. Проведено сравнение возможностей физического и математического моделирования. Рассмотрены подходы к созданию математических моделей процессов роста монокристаллов полупроводников, эпитаксиальных слоев и гетероструктур и определены возможности их практического использования. Показано, что идеи, заложенные В. В. Крапухиным на начальных этапах подготовки специалистов в области технологии материалов электронной техники и развиваемые его учениками, определили возможности подготовки нескольких поколений квалифицированных специалистов.

тепломассообмен, модели и алгоритмы процессов получения материалов микро− и наноэлектроники, выращивание монокристаллов, эпитаксия, расчет параметров процессов

1. Крапухин, В. В. Технология материалов электронной техники / В. В. Крапухин, Г. Д. Кузнецов, И. А. Соколов. − М. : Металлургия, 1996. − 486 с.

2. Соколов, И. А. Расчеты процессов полупроводниковой технологии / И. А. Соколов. − М. : Металлургия, 1994. − 136 с.

3. Кожитов, Л. В. Технология материалов микро− и наноэлектроники / Л. В. Кожитов, В. Г. Косушкин, В. В. Крапухин, Ю. Н. Пархоменко. − М. : МИСИС, 2007. − 526 с.

4. Кожитов, Л. В. Технология эпитаксиальных гетерокомпозиций: учебное пособие / Л. В. Кожитов, В. В. Крапухин, В. А. Улыбин. − М. : МИСИС, 2001. − 156 с.

5. Косушкин, В. Г. Управление ростом кристаллов низкоэнергетическими воздействиями / В. Г. Косушкин. − Калуга : Изд. научной литературы Н. Ф. Бочкаревой, 2004. − 272 с.

6. Кожитов, Л. В. Оборудование полупроводникового производства / Л. В. Кожитов, И. Г. Блинов. − М. : Машиностроение, 1986. − 264 с.

7. Скворцов, И. М. Технология и аппаратура газовой эпитаксии кремния и германия / И. М. Скворцов, И. И. Лапидус, Б. В. Орион, Л. В. Кожитов, В. К. Аникин. − М. : Энергия, 1978. − 136 с.

8. Черняев, В. Н. Технология эпитаксиальных слоев арсенида галлия и приборы на их основе: монография / В. Н. Черняев, Л. В. Кожитов. − М. : Энергия, 1974. − 256 с.

9. Кожитов, Л. В. Жидкофазная эпитаксия кремния / Л. В. Кожитов, В. В. Липатов, А. С. Тимошин, М. П. Волков. − М. : Металлургия, 1989. − 200 с.

10. Крапухин, В. В. Физико−химические основы технологии полупроводниковых материалов / В. В. Крапухин, И. А. Соколов, Г. Д. Кузнецов. − М. : Изд−во «МИСиС», 1995.

11. Кожитов, Л. В. Технологическое вакуумное оборудование / Л. В. Кожитов, Н. А. Чиченев, С. Г. Емельянов, В. Г. Косушкин. − Курск : ЮЗГУ, 2014. − 552 с.

12. Головатый, Ю. П. Модели и алгоритмы технологических процессов получения новых материалов: учеб. пособие / Ю. П. Головатый, В. Г. Косушкин, С. Г. Емельянов, Л. М. Червяков, В. Г. Костишин, Л. В. Кожитов, В. Г. Бебенин. − Курск : ЮЗГУ, 2014. − 282 с.

13. Косушкин, В. Г. Расчеты параметров технологических процессов получения новых материалов: учеб. пособие / В. Г. Косушкин, С. А. Адарчин, Л. В. Кожитов, С. Г. Емельянов, В. Г. Костишин, Д. Г. Муратов, Л. М. Червяков, В. Г. Бебенин. − Курск : ЮЗГУ, 2016. − 314 с.

14. Кожитов, Л. В. Технология материалов микро− и наноэлектроники / Л. В. Кожитов, С. Г. Емельянов, В. Г. Косушкин, С. С. Стрельченко, Ю. Н. Пархоменко, В. В. Козлов, С. Л. Кожитов. − Курск : ЮЗГУ, 2012. − 862 с.

15. Карамурзов, Б. С. Модели, технологии и оборудование роста кристаллов и эпитаксиальных слоев: монография / Б. С. Карамурзов, Л. В. Кожитов, В. Г. Косушкин, С. С. Стрельченко, С. Л. Кожитов. − Нальчик : Кабардино−Балкарский ун−т, 2011. − 334 с.

16. Мазалов, А. В. Влияние условий роста на структурное совершенство слоев AlN, полученных методом МОС−гидридной эпитаксии / А. В. Мазалов, Д. Р. Сабитов, В. А. Курешов, А. А. Падалица, А. А. Мармалюк, Р. Х. Акчурин // Известия вузов. Материалы электронной техники. − 2013. − № 1. − С. 45—48. DOI: 10.17073/1609-3577-2013-1-45-48

17. Простомолотов, А. И. Дистанционное и сопряженное моделирование тепломассопереноса и дефектообразование в технологических процессах / А. И. Простомолотов, Н. А. Верезуб, Х. Х. Ильясов // Известия вузов. Материалы электронной техники. − 2015. − Т. 18, № 1. − С. 31—36. DOI: 10.17073/1609-3577-2015-1-31-36

18. Абгарян, К. К. Математическое моделирование процессов формирования кластеров точечных дефектов в кремнии на базе молекулярно−динамического подхода / К. К. Абгарян, О. В. Володина, С. И. Уваров // Известия вузов. Материалы электронной техники. – 2015. – Т. 18, № 1. – С. 37—42. DOI: 10.17073/1609-35772015-1-37-42

19. Филиппов, М. М. Применение математической модели для сопровождения процесса выращивания монокристаллов в многозонных термических установках / М. М. Филиппов, А. И. Грибенюков, В. Е. Гинсар, Ю. В. Бабушкин // Известия вузов. Материалы электронной техники. − 2013. − № 2. − С. 26—31. DOI: 10.17073/1609-3577-2013-2-26-31

20. Верезуб, Н. А. Расчетно−экспериментальное исследование влияния тепловых процессов на форму фронта кристаллизации гептадекана и галлия в модели метода Чохральского / Н. А. Верезуб, А. И. Простомолотов, В. С. Бердников, В. А. Винокуров // Известия вузов. Материалы электронной техники. − 2014. − Т. 17, № 4. − С. 257—267. DOI: 10.17073/1609-3577-2014-4-257-267

21. Machlin, E. An introduction to aspects of thermodynamics and kinetics relevant to material science / E. Machlin. − Amsterdam; Boston; Heidelberg; London; New York; Oxford; Paris; San Diego; San Francisco; Singapore; Sydney; Tokyo: Elsevier, 2014. − 480 p.

22. Byrappa, K. Crystal Growth Technology / K. Byrappa, T. Ohachi. − Norwich; New York: William Andrew publishing, 2016. − 585 p.

23. Ulrich, J. Heat and mass transfer operations — crystallization / J. Ulrich, M. J. Jones // Enciclopedia of the Life Support Systems. Developed under the Auspices of the UNESCO. − Oxford (UK): Tolss Publishtrs. URL: http://www.eolss.net/