СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2014

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 18 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2014 кристаллов GaAs ∅ 100 и 150 мм на осно- ве переработки и ликвидации отходов, образовавшихся в результате уничто- жения химического оружия (люизита), нивелирует экономическое превосход- ство кремниевой металлургии над GaAs- металлургией. Этого мнения придержи- ваются и ведущие материаловеды ком- паний ООО «Мега-Эпитех» (г. Калуга) и «Гиредмет» (г. Москва). Вышеназван- ный «металлургический» проект «Росте- ха» и «Ренова» является прорывным для отечественной электроники. Ведущим (с позиции мирового рей- тинга) разработчиком «кварцевой» LPE i-GaAs технологии В.Е. Войтови- чем, вопреки стереотипным мнениям оппонентов, разработана коммерче- ская LPE-технология GaAs (Si) на под- ложках диаметром в 3 ″ ( ∅ 76 мм). К кон- цу 2014 года будет освоена «кварцевая» LPE-технология на подложках диаме- тром 4 ″ ( ∅ 100 мм), а в 2015 году запла- нировано 6 ″ ( ∅ 150 мм). В данный момент стала возмож- ной поставка LPE p-i-n GaAs струк- тур ∅ 76 мм под высоковольтные при- боры – до 1200…1800 В. Готовые LPE i-GaAs мультиэпитаксиальные структу- ры ∅ 76 и ∅ 100 мм значительно дешев- ле изготовленных по «газовой» техно- логии эпитаксиальных кремниевых структур аналогичного диаметра из-за дешевизны LPE-процесса и в два-три раза более короткого цикла изготов- ления готовых чипов. Это технологи- ческий прорыв в электронике. Из вышесказанного вытекают 3 важ- нейших экономических вывода. 1. Себестоимость монокристалла, который может быть произведён на основе переработки люизита, ниже себестоимости кремниевых монокри- сталлов аналогичного диаметра. 2. «Кварцевая» LPE i-GaAs технология в несколько раз дешевле газовой эпи- таксии кремния. 3. Цикл изготовления i-GaAs чипов короче и менее энергоёмкий в срав- нении с циклом изготовления крем- ниевых чипов. П ОЛИТИКА , РИСКИ , АДАПТАЦИЯ ПРОЕКТА Как уже было сказано в начале статьи, экономика – это политика, основа раз- вития экономики – инновация (откры- тия), значит, инновация – это большая политика, государственная политика. Только на основе политической воли возможна кардинальная перестройка экономики государства. Основным тормозным риском запу- ска, адаптации и развития проекта в России является элементарное неве- жество и безграмотность на почве «силиконового дарвинизма», что было изначально подчёркнуто в проекте. Данный вид риска наиболее опасен для России, поскольку Запад начал разво- рачивать массовое производство LPE i-GaAs структур (до 10 тыс. шт. струк- тур/год ∅ 76 мм в 2015 г.) для перспек- тивной экстремальной электроники. Следовательно, в силу очевидной ярко выраженной анизотропной когерент- ности мышления оппонентов проекта, Россия теряет преимущество во време- ни и в деньгах, которые расходуются на очередные ФЦП по «изобретению велосипеда». З АКЛЮЧЕНИЕ В настоящей публикации показано, что авторами проекта разработаны обновлённая технологическая плат- форма и новая концепция развития отечественной и мировой высокотем- пературной гиперскоростной электро- ники. Заявленные физические свойства разработанного электронного матери- ала (изолятор, полупроводник, провод- ник) и принципы работы приборов на его основе приведут к новым систем- ным подходам и решениям в силовой Классификация сегментов электроники, классов и групп электронных приборов, спроектированных по технологии LPE i-GaAs монокристаллов Сегменты электроники Продукты Диапазон частот Силовая электроника COOL-диоды (двухинжекционные диоды), ультра-, гипербыстровосстанавливающиеся биполярные диоды, диоды Шоттки, в т.ч. с UF 0 = 0; лавинно-доменные транзисторы, лавинно-пролётные диоды, динисторы, тиристоры с управляющим электродом, тиристоры с МОП-управлением, фототиристоры, МОП-транзисторы, биполярные транзисторы с изолированным затвором, полевые транзисторы со статической индукцией (с p-n -управлением), опто-полевые транзисторы, опто-биполярные транзисторы, силовые драйверы, микроконтроллеры, датчики контроля температуры, фотонные датчики, стабилитроны (варикапы)… 0,5…30 МГц СВЧ-электроника Полевые транзисторы с p-n -переходом, МОП-транзисторы, гиперскоростные p-i-n , n + -i-n + диоды, диоды Шоттки, ЛПД, лавинно-пролётные транзисторы, лавинно-доменные транзисторы, опто-полевые гетеротранзисторы, комплементарные гетеротранзисторы, варикапы с супердобротностью, HEMT (транзисторы с высокой подвижностью электронов), MESFET-транзисторы (с затвором Шоттки), таймер-транзисторы, транзисторы на основе ДОС (отрицательное дифференциальное сопротивление), n + -i-n + -транзисторы, ВОЛС (волоконно-оптические линии связи) – оптомодуляторы), квантовые трансформаторы, МЭМС, фазовращатели, коммутаторы, фотонные смесители, фотонные линии задержки, ЭМИ-волнорезы, умножители напряжения, СВЧ-стабилитроны, СВЧ электронные приборы для освещения с солнечным спектром, ионно-реактивных двигателей… 0,3…300 ГГц Терагерцовая электроника Полевые транзисторы с p-n -управлением, гетеро-биполярные транзисторы, униполярные n + -n-n + -транзисторы, униполярные n + -n-n + -диоды, фототранзисторы, фотодиоды, когерентные генераторы, некогерентные (регулируемые) генераторы, преобразователи фотонной скорости (скорости «света» – C/n в баллистическую скорость в твёрдом теле), ССИС, ВОЛС, плазменные генераторы… 0,3…300 ТГц Баллистическая электроника (твердо- вакуумная атомнооболочная) Приборы с безрассеянным пролётом, холодный катод, плазменные транзисторы, генераторы водорода из воды, радиоактивная локация, радиационные лазеры… 300…30000 ТГц Фотонные приборы Акустические приборы, ВОЛС, интерференционные (смесительные) приборы, приборы с амплитудно-фазовой модуляцией (АФМ), фотонные вентили, фотонная память, умножители частоты, безинжекционные лазеры, некогерентные генераторы, инжекционные (объёмные) лазеры, LED, инфракрасные и солнечные батареи… 1,0…10 17 Гц Цифровые системы и устройства n -МОП СБИС, КМОП–СБИС, Би-КМОП СБИС, ССИС, БМК, опто-ПЗС, фотонные вентили, фотонные АЦП/ЦАП, интерференционная фотонная (оптическая / интерференционная) память, память на основе молекулярного SBD As/GaAs… 1000…10 000 Гбит/с Функциональная электроника ВОЛС, датчики температуры, умножители частоты, датчики гамма-излучения, датчики нейтронного излучения, фотонные вентили, гетеро-МЭМС, оптические модуляторы, инфра / оптические приёмники (в т.ч. фотовольтаика), объёмно-акустические системы… 1,0…10 11 Гц