Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана НАНОТЕХНОЛОГИЯ И МИКРОМЕХАНИКА Часть 5 Надежность наноприборов и радиоэлектронных устройств на их основе Допущено Учебно-методическим объединением вузов по университетскому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Метрология и метрологическое обеспечение» направления подготовки «Метрология, стандартизация и сертификация» Москва Издательство МГТУ им. <...> 5 : Надежность наноприборов и радиоэлектронных устройств на их основе / В.Д. Шашурин, Н.А. Ветрова, Ю.А. Иванов и др. <...> Проанализированы вопросы обеспечения надежности радиоэлектронных средств нового поколения – на базе приборов, функционирующих на квантоворазмерных эффектах в наноразмерных слоях составляющих их полупроводниковых гетероструктур. <...> В качестве примера рассмотрено обеспечение надежности смесителя радиосигналов СВЧ-диапазона на базе резонансно-туннельных диодов. <...> Н.Э. Баумана, 2012 ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ ВАХ — вольт-амперная характеристика ГФЭ — газофазная эпитаксия с использованием металлоорганических соединений ДБШ – диод на барьерах Шоттки МЛЭ — молекулярно-лучевая эпитаксия РТД — резонансно-туннельный диод РТС — резонансно-туннельная структура РЭС — радиоэлектронные средства СВЧ — сверхвысокочастотный См РТД СВЧ — смеситель радиосигналов на основе резонаснотуннельных диодов СВЧ-диапазона ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ D — динамический диапазон приемного тракта системы связи Ef1(t) и Ef2(t) — уровни Ферми в приконтактных высоколегированных областях элемента, функционирующего на резонансном туннелировании fвых — спектр выходного сигнала смесителя радиосигналов, в котором присутствуют гармоники с частотами ±mfс ± nfг, где m и n — целые числа fг — частота сигнала гетеродина fпч — промежуточная частота сигнала на выходе смесителя радиосигналов fс — частота сигнала, поступающего на вход <...>
_Нанотехнология_и_микромеханика_Ч.5.pdf
УДК 621.382(075.8)
ББК 32.844.1
H25
Авторы: В.Д. Шашурин, Н.А. Ветрова, Ю.А. Иванов,
С.А. Мешков, О.С. Нарайкин, Н.В. Федоркова,
В.О. Москаленко
Рецензенты: В.В. Слепцов, П.А. Тодуа
Н25
Нанотехнология и микромеханика : учеб. пособие. —
Ч. 5 : Надежность наноприборов и радиоэлектронных устройств
на их основе / В.Д. Шашурин, Н.А. Ветрова,
Ю.А. Иванов и др. — М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана,
2012. — 84, [4] с.: ил.
Проанализированы вопросы обеспечения надежности радиоэлектронных
средств нового поколения – на базе приборов, функционирующих
на квантоворазмерных эффектах в наноразмерных слоях
составляющих их полупроводниковых гетероструктур. В качестве
примера рассмотрено обеспечение надежности смесителя радиосигналов
СВЧ-диапазона на базе резонансно-туннельных диодов.
Для студентов старших курсов.
УДК 621.382(075.8)
ББК 32.844.1
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений ........................................................................ 3
Список основных обозначений ..................................................... 3
Введение ............................................................................................ 5
1. Проблемы обеспечения качества производства наноприборов
и радиоэлектронных устройств на их основе............ 6
1.1. Тенденции развития радиоэлектронных систем связи ........ 6
1.2. Конструкторско-технологические аспекты изготовления
радиоэлектронных устройств на базе наноприборов ... 8
1.3. Формирование показателей надежности радиоэлектронных
устройств на базе наноприборов .................... 10
1.4. Проблемы обеспечения качества производства радиоэлектронных
устройств на базе наноприборов на примере
смесителей радиосигналов СВЧ-диапазона на
основе резонансно-туннельных диодов ................................ 11
2. Закономерности формирования постепенных отказов
наноприборов и радиоэлектронных устройств на их
основе ............................................................................................. 18
2.1. Структурная схема формирования и изменения
эксплуатационных параметров наноприборов и радиоэлектронных
устройств на их основе .................................... 18
2.2. Влияние изменения в процессе деградации параметров
резонансно-туннельной структуры на электрические
характеристики смесителей радиосигналов СВЧ-диапазона
на основе резонансно-туннельных диодов ................... 28
2.2.1. Исследование чувствительности электрических
параметров балансного СМ РТД СВЧ к ширине Nb
барьеров РТС ................................................................. 32
2.2.2. Исследование чувствительности электрических
параметров балансного СМ РТД СВЧ к высоте Vb
барьеров РТС ................................................................. 35
2.2.3. Исследование чувствительности электрических
параметров балансного СМ РТД СВЧ к ширине
ямы Nw РТС ..................................................................... 38
84
Стр.84
2.3. Анализ влияния технологических погрешностей на
выходные электрические параметры радиоэлектронных
устройств на основе наноприборов ....................................... 42
3. Конструкторско-технологическая оптимизация радиоэлектронных
устройств на основе наноприборов ................ 52
3.1. Конструкторско-технологическая оптимизация радиоэлектронных
устройств на основе наноприборов по
критерию максимальной гамма-процентной наработки
до отказа ................................................................................... 52
3.2. Конструкторско-технологическая оптимизация радиоэлектронных
устройств на основе наноприборов с учетом
экспертных оценок поля допустимых значений его
выходных параметров ............................................................. 58
4. Инженерная методика выполнения конструкторско-технологической
оптимизации радиоэлектронных устройств
на основе наноприборов ............................................................. 74
Заключение ....................................................................................... 81
Литература ........................................................................................ 83
85
Стр.85