+ + + + +
Обычная версия сайта
Russian
English
Français
Deutsch
Korean
AZERBAIDJAN
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дагестанский государственный технический университет"

НИИ «Микроэлектроники и нанотехнологий»

Категории
Научный руководитель: Сафаралиев Гаджимет Керимович д.ф.-м.н., профессор, член-корреспондент РАН

Научно-исследовательский институт «Микроэлектроники и нанотехнологий», созданный в 2007г., занимается формированием научно-образовательной инновационной инфраструктуры, способствующей развитию производств в области электроники на территории Прикаспийского региона РФ и Республики Дагестан.

Основными направлениями научной деятельности НИИ  являются:

·      изучение физико-химических основ технологий получения изделий микроэлектроники, наноэлектроники, оптоэлектроники, акустоэлектроники, микросенсорики;

·      развитие актуальных проблем физики конденсированных сред, в том числе физики полупроводников и диэлектриков, физики низкоразмерных систем, способствующих расширению элементной базы микроэлектроники и наноэлектроники.

Научную работу НИИ возглавляет член-корреспондент РАН, профессор Г.К. Сафаралиев.  Научные исследования выполняются в рамках как государственных и отраслевых программ, так и международных проектов. Полученные результаты вносят существенный вклад в решение задач материаловедения по созданию методами ионной имплантации и плазменных технологий новых материалов для нано- и оптоэлектроники. В лаборатории эпитаксиальной технологии (руководитель д.ф.-м.н. Б.А. Билалов) проводятся исследования фундаментального характера, входящие в перечень наиболее перспективных направлений современной  науки.

Исполнительный директор: Билалов Билал Аругович д.ф.-м.н., профессор

В состав НИИ входят следующие научные подразделения:

 ·  отдел роста полупроводниковых материалов:

 ·  лаборатория молекулярно-лучевой эпитаксии полупроводниковых соединений А3В5, А4В4 и их твердых растворов;

 ·  лаборатория сублимационной эпитаксии полупроводниковых  соединений А3В5, А4В4 и их твердых растворов; 

 ·  лаборатория ионно-плазменной технологии получения  слоев полупроводниковых соединений А3В5, А4В4 и их твердых растворов;

 ·  отдел физики и технологии полупроводников пониженной размерности, микро- и наноструктур:

 ·  лаборатория нанодиагностики;

 ·  лаборатория рентгеновского анализа и ОЖЕ-спектроскопии;

 ·  лаборатория физики и технологии структур на основе полупроводников 

 ·  А3В5, А4В4 и их твердых растворов;

 ·  отдел тонкопленочных структур для микро- и фотоэлектроники:

 ·  лаборатория физики и технологии гетероструктур;

 ·  группа моделирования электронных и технологических процессов микроэлектроники; 

 ·  отдел физики и техники полупроводниковых структур:

 ·  лаборатория кинетических явлений в полупроводниках; 

 ·  лаборатория эллипсометрии полупроводниковых материалов и структур; отдел высокотемпературной функциональной и конструкционной керамики: лаборатории технологии керамических материалов для электроники; лаборатория конструкционной керамики.

Сотрудники НИИ «МиН»
Установка по спеканию керамики на основе карбида кремния при 2500°С
ОЖЕ-спектрометр
Установка магнетронного распыления
Сотрудники НИИ «МиН»
В лаборатории НИИ «МиН»
Визит Министра образования и науки РФ (с 2004 по 2012) А.А. Фурсенко в НИИ «Микроэлектроники и нанотехнологий»
Визит представителей немецкого завода «Rohde&Schwarz» в ДГТУ
Визит Министра инвестиций и внешние-экономических связей РД М.М. Щепакина в НИИ «МиН». 2009г.
Морфология и контрастное изображение поверхности пленки AlN на сапфире, полученного методом магнетронного распыления алюминия в аргон-азотной плазме при 1500 К (неровность по 10 самым высоким и самым глубоким точкам - 87,55 нм).

Уникальная технология получения полупроводниковых структур на основе соединений А3В5, А4В4 и их твердых растворов, разработанная в этой лаборатории, позволяет создавать наноразмерные образцы, содержащие квантовые ямы и точки. Исследования в области физики формирования  и модификации наноструктур на основе А3В5, А4В4 и их твердых растворов вносят вклад в создание элементной базы нового поколения оптоэлектронных приборов, что является одной из наиболее актуальных задач современной электронной техники. Исследования оптически активных наноструктурированных и эпитаксиальных пленок нацелены на применение в технике оптоволоконной связи. На основе данных структур в лабораториях создаются лазерные и светоизлучающие диоды, работающие в спектральном диапазоне от инфракрасного до дальнего ультрафиолетового.

Основным направлением фундаментальных исследований в области кристаллофизики также является изучение атомной и реальной структуры кристаллов методами рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии, исследование физических свойств кристаллов при неоднородных воздействиях на кристалл. В настоящее время существует большая потребность в полупроводниковых материалах, стойких к воздействию высокой температуры, радиации, агрессивных сред, способных излучать и поглощать энергию в коротковолновой области спектра излучения. Наиболее перспективными в этом отношении являются бинарные соединения А3В5, А4В4 и их твёрдые растворы карбида. Тематика научно-исследовательских работ, проводимых  в НИИ, охватывает как разработку технологий формирования объемных кристаллов, слоев с различной атомной структурой  полупроводниковых соединений А3В5, А4В4 и их твердых растворов, так и гомо- и гетероструктур, многослойных композиций  для приборных приложений. Поэтому результаты НИР могут быть применены для разработки приборов  нового поколения с повышенными рабочими напряжениями и плотностями токов, способных работать в экстремальных условиях. 

Визит руководителя «Ростелеком» РФ . 2010г.

Лаборатории НИИ оснащены современным технологическим и аналитическим оборудованием, позволяющим существенно улучшить качество проводимых исследований. Приборная база лабораторий НИИ применяется в учебном процессе для подготовки специалистов в области электроники, микросистемной техники, материаловедения и т.д. В лабораториях НИИ «Микроэлектроники и нанотехнологии» проходят производственную практику студенты профильных кафедр университета.

Благодаря поддержке ректората в НИИ созданы все условия для эффективного воспроизводства научных и научно-педагогических кадров и закрепления молодежи в сфере науки и образования.

Особый интерес к научным исследованиям, проводимым в НИИ, проявляют как руководство Республики Дагестан, так и представители федеральных структур РФ.

На базе НИИ проходят подготовку магистры по направлениям: «Электроника и наноэлектроника», «Наноматериалы», «Микросистемная техника» и аспиранты по специальностям: «Физика конденсированного состояния» и «Физика полупроводников».

Учитывая, что Россия для прорыва экономики выбрала инновационный путь развития, Министерство образования и науки уделяет большое внимание тому, чтобы в вузах РФ были созданы все условия для развития науки и инновационных идей. Для этого создаются научные целевые федеральные программы, в которых принимает активное участие и коллектив НИИ.

Коллектив НИИ состоит из 27 научных сотрудников, в числе которых два доктора и семь кандидатов наук.

В НИИ «Микроэлектроники и нанотехнологий» ДГТУ были выполнены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы на общую сумму 25 млн. руб. Полученные научные результаты докладывались на международных и российских конференциях, а наиболее значимые изложены в ведущих научных периодических изданиях, в том числе, в журналах, включенных в международные системы цитирования и/или входящих в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий», утвержденный ВАК РФ. Результаты вызвали значительный интерес со стороны специалистов- разработчиков электронной техники.

В настоящее время научные подразделения НИИ ведут фундаментальные и прикладные исследования по современным направлениям в области физики конденсированного тела, физики полупроводников. Активно развиваются фундаментальные и прикладные исследования в области создания, исследования и применения наноструктурированных материалов для нано- и оптоэлектроники, создания твердотельных лазеров. Создаются новые методики тестирования наноструктурированных материалов, изделий, в том числе биообъектов.

На основе сложившейся практики тесного взаимодействия образовательного и научно-исследовательского процессов НИИ успешно сотрудничает с ведущими научными институтами России.

Ярким примером сотрудничества служат развёрнутые в НИИ совместные с ФГУП «ГРЕДМЕТ» пионерские исследования в области ионно-лучевого легирования эпитаксиальных слоев полупроводников в процессе роста, положившие начало новой технологии создания полупроводниковых приборов методами ионной имплантации.

НИИ входит в Национальный технический комитет 441 (ТК 441), работающий в координации с Международными техническими комитетами по стандартизации в нанотехнологиях. Куратором Национального ТК 441 в России является Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума (НИЦПВ). Генеральный директор НИЦПВ, д.ф.-м.н., профессор П.А. Тодуа посещал НИИ «Микроэлектроники и нанотехнологий».

Прецизионные измерения наноматериалов

Целью ТК 441 является стандартизация в области нанотехнологий, включающих в себя:

- понимание и управление процессами и свойствами материалов в нанометровом диапазоне, как правило, для размеров менее 100 нанометров по одной или более координат, где учет размерных явлений обычно приводит к новым применениям;

- использование свойств материалов нанометрового диапазона, которые отличаются от свойств как отдельных атомов и молекул, так и от свойств объемных материалов, для создания более совершенных материалов, приборов и систем, реализующих эти новые свойства.

В рамках сотрудничества с НИЦПВ в НИИ были выполнены работы по разработке установления ГОСТА для базисного эталона единицы длины в диапазоне 1 нм – 100 мкм на основе зондово микроскопии и лазерной интерферометрии.

Совместные исследования НИИ проводит и с ЗАО «НТ-МДТ», коллектив которого обладает большим опытом и знаниями  в области нанотехнологий. Реализация опыта и знаний вылилась  в  обеспечение исследователей приборами, способными решать всевозможные задачи, лежащие в области изучения объектов нанометровых размеров. Компания NT-MDT была основана в Зеленограде - центре Российской микроэлектроники. Разработка приборов основывается на комбинации технологии МЭМС, использовании новейших программных продуктов, высококачественных микроэлектронных компонентов и прецизионной механики. Генеральный директор НТ-МДТ В.А. Быков был выбран Президентом НОР на 2010–2011гг. В.А. Быков также был гостем института.

Для совместных научных исследований сотрудники НИИ и аспиранты кафедры микроэлектроники ДГТУ используют технологическое и аналитическое оборудование ФГУП «ГРЕДМЕТ». Генеральным директором ФГУП «ГРЕДМЕТ» является Пархоменко Юрий Николаевич, доктор технических наук, профессор, «Заслуженный работник высшей школы Российской Федерации, удостоен премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники. Он также является руководителем и инициатором создания в Национальном  исследовательском технологического университете «МИСиС» научно-исследовательского центра коллективного пользования (ЦКП) «Материаловедение и металлургия» и Объединённого центра коллективного пользования МИСиС и Гредмета.

В НИИ проводятся исследования в области получения стойких к воздействию радиации материалов, в частности по созданию и модификации физических свойств многофункциональных, наноструктурированных материалов с помощью методов ионной имплантации, термического испарения, ионного распыления. Совместно с коллективом кафедры материалов электронной техники Национального  исследовательского технологического университета «МИСиС» (рук. – член-корреспондент РАЕН, профессор, доктор технических наук  Кузнецов Геннадий Дмитриевич), сотрудники НИИ реализуют практические результаты эффектов ионного воздействия и применения низкотемпературной плазмы для получения и травления микро- и наноразмерных пленочных гетерокомпозиций.

Одним их приоритетных научных направлений НИИ является получение и исследование свойств функциональной керамики на основе карбида кремния. Признанный лидер в этой области, как в России, так и за рубежом - ФГУП ОНПП «Технология», генеральным директором которого является д.т.н., профессор, академик Всемирной Академии Керамики и Международной Инженерной Академии  В.В. Викулин. ФГУП ОНПП «Технология» является одним из общероссийских центров по разработке нанотехнологий. На предприятии разрабатываются и используются нанотехнологии для получения конструкционных материалов с заданными свойствами. Изучение параметров полученных материалов и изделий на их основе проводится на уникальном измерительном оборудовании аналитического центра ФГУП ОНПП «Технология» (руководитель - д.т.н. И.Ю. Келина).

Для реализации уникальных свойств керамических материалов, получаемых в НИИ (руководитель – к. ф.-м. н., доцент Г.Д. Кардашова) привлекается кадровый потенциал управления развития перспективных исследований Национального исследовательского ядерного университета (МИФИ), (руководитель  - Н.И. Каргин, д.т.н., профессор). Следует отметить, что ректор МИФИ М.Н. Стриханов и начальник управления  развития перспективных исследований Национального исследовательского ядерного университета (МИФИ), Н.И. Каргин также посещали НИИ «МиН».

В настоящее время предметом научных исследований НИИ являются:

·      материалы (карбид кремния, нитрид алюминия, алмазоподобный углерод) и их композиции для экстремальной электроники;

·      методы субмикронной диагностики (растровая и просвечивающая электронная микроскопия, электронография, Оже-спектроскопия, лазерная масс-спектрометрия);

·      сенсоры для экстремальных условий эксплуатации (высокие температуры, агрессивные среды, радиация) и контроля состояния среды обитания человека (температура, давление, ультрафиолетовое излучение, влажность).

Для реализации потенциальных возможностей разработанных материалов, композиций на их основе и методик исследования их свойств, проводятся совместные исследования с кафедрой микроэлектроники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» (г. Санкт-Петербург).

  

Разработана методика формирования пористого кремния, который является перспективным материалом для опто-, микро- и наноэлектроники. Уникальные свойства слоев пористого кремния позволяют создавать на их основе приборы различного назначения с высокими показателями.

Модернизирована установка магнетронного распыления с применением СВЧ генератора, для распыления как проводящих, так и диэлектрических материалов. Данная установка позволяет получать пленки как для активных элементов микро- и наноэлектроники, так и защитные покрытия элементов микроэлектронной и микросистемной техники.

Разработана методика формирования высокопроводящей керамики на основе карбида кремния и нитрида алюминия с применением импульсного электроискрового спекания, позволяющая уменьшить время спекания керамических материалов и расход энергии  более чем на порядок по сравнению с обычным методом горячего спекания.

Отработаны методики получения объемных кристаллов карбида кремния SiC (4H)  диаметром 2-3 дюйма. В настоящее время данные материалы очень востребованы в оптоэлектронике для получения мощных светодиодов белого и ультрафиолетового спектра излучения.

Коллектив НИИ ведет большую научно-исследовательскую работу и в этом старшим коллегам помогают молодые ученые, которые активно участвуют в различных конкурсах, семинарах и научных мероприятиях.

В 2013 году победителем конкурса «УМНИК» стал студент 5 курса  Ахмедов А.С., проходивший подготовку и практику в НИИ.

В октябре 2014 году аспирант Ахмедов А.С., работающий в НИИ, завоевал Диплом II степени в номинации «Радиоэлектроника и приборостроение» на Всероссийской Молодежной научно-инженерной выставке «Политехника», которая проходила в  МГТУ им. Н.Э.Баумана.

Студенты, аспиранты и молодые ученые, проходящие практику и сотрудничающие с НИИ, также участвуют в конкурсе на Ползуновские гранты 2014 года, в Молодежном инновационном конвенте, конкурсе  «Лучший инновационный проект»  и др.

Макетный образец светодиодной матрицы с термоэлектрическим охлаждением

Поворотный мишенный узел

Двухпучковый ионный источник
Светоизлучающие устройства на p-i-n гетероструктурах
Пары трения
Монокристаллы из карбида кремни

Подготовка научных проектов по программе START

 

 

Проведение производственной практики