bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2021-19-6-32-41bsuir-3156Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSСтабилизация шумовых параметров при отжиге высоколегированных структур диодов – генераторов шумаStabilization of noise parameters during annealing of highly alloyed structures of noise diodesБуслюкВ. В.BusliukV. V.

Заведующий лабораторией, доцент кафедры электронных вычислительных машин и систем

Брест

Busliuk Viktar V., Laboratory Head and Associate Professor at the Department of Computers and Systems

Brest

ЕмельяновВ. А.EmelyanovV. A.

Доктор технических наук, профессор, чл.-корр. НАН Беларуси, главный специалист

Минск

Emelyanov Victor A., D.Sc., Professor, Corresponding Мember of the National Academy of Science of Belarus, Principal Specialist

Minsk

БарановВ. В.BaranovV. V.

Доктор технических наук, профессор, профессор кафедры проектирования информационно-компьютерных систем

Минск

Baranov Valentin V., D.Sc., Professor, Professor at the Department of Information and Computer Systems Design

Minsk

ДереченникС. С.DerechennikS. S.

Дереченник Станислав Станиславович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой электронных вычислительных машин и систем

224017, г. Брест, ул. Московская, 267

Derechennik Stanislav S., PhD, Associate Professor, Head of the Department of Computers and Systems

224017, Brest, Moskovskaya str., 267

cm@brest.byПросоловичВ. С.PrasalovichV. S.

Кандидат физико-математических наук, доцент, заведующий НИЛ спектроскопии полупроводников, доцент кафедры физики полупроводников и наноэлектроники

Минск

Prasalovich Uladislau S., PhD, Associate professor, Head of the Laboratory of Semiconductor Spectroscopy and Associate Professor at the Department of Semiconductor Physics and Nanoelectronics

Minsk

Брестский государственный технический университетBrest State Technical UniversityОАО «ИНТЕГРАЛ»“INTEGRAL” Joint Stock CompanyБелорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and RadioelectronicsБелорусский государственный университетBelarusian State University2021300920211963241Copyright © Буслюк В.В., Емельянов В.А., Баранов В.В., Дереченник С.С., Просолович В.С., 20212021Буслюк В.В., Емельянов В.А., Баранов В.В., Дереченник С.С., Просолович В.С.Busliuk V.V., Emelyanov V.A., Baranov V.V., Derechennik S.S., Prasalovich V.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/3156

Стабилизация остаточных точечных дефектов на финишных этапах изготовления шумовых диодов может быть обеспечена подбором соответствующих режимов отжига и среды его проведения. Предложен метод и технология снижения концентрации точечных дефектов в структуре p-n-перехода с учетом содержания в структурах примесей вторичных металлов, кислорода и азота. Установлено, что отжиг готовых структур и диодов генераторов шума в среде азота при температурах 450…600 °С в течение (80 ± 3) мин приводит к повышению спектральной плотности шума и значительному (почти двукратному) снижению ее неравномерности. Важнейшим результатом этого отжига является снижение разброса средних значений исследуемых параметров шума: по эффективному напряжению шума – на 61,2 %; по спектральной плотности – на 34,2 %; по граничной частоте сигнала – на 34,9 %; по нелинейности спектральной плотности – на 25,9 %. Это позволяет улучшить качество случайных числовых последовательностей в программно-аппаратных комплексах защиты информации.

Stabilization of residual point defects at the finishing stages of noise diodes can be ensured by the selection of appropriate ignition modes and the environment of its conduct. The method and technology of reducing the concentration of point defects in the structure of p-n-transition, taking into account the content of impurities of secondary metals, oxygen and nitrogen is proposed. It has been established that the burning of readymade structures and diodes of noise generators in nitrogen environments at temperatures of 450…600 °С for (80 ± 3) min leads to an increase in spectral noise density and a significant (twice) reduction of its unevenness. The most important result of this burn is a reduction in the spread of the average values of the noise parameters studied: by 61.2 % in effective noise voltage; spectral density by 34.2 %; at the boundary frequency of the signal by 34.9 %; in non-linear density by 25.9 %. This improves the quality of random numerical sequences in information protection software systems.

технология диодов – генераторов шумаотжигтвердотельная структурапримесидислокацииtechnology of noise diodesannealingsolid-state structureimpuritiesdislocationReferencesБуслюк В.В., Оджаев В.Б., Панфиленко А.К., Петлицкий А.Н., Просолович В.С., Филипеня В.А., Янковский Ю.Н. Электрофизические параметры диодов генераторов широкополосного шума. Микроэлектроника. 2020;49(4):314-320.Buslyuk V.V., OdzhayevV.B., PanfilenkoA.K., Petlitsky A.N., Prosolovich V.S., Filipyenya V.A., Yankovsky Yu. N. [Physical Parameters of the Broadband Noise-Generator Diodes]. Russian Microelectronics. 2020;49(4):295-301.Лабунов В.А. Баранов И.Л., Бондаренко В.П., Дорофеев А.М. Современные методы геттерирования в технологии полупроводниковой электроники. Зарубежная электронная техника. 1983;11(270):3-66.Labunov V.A., Baranov I.L., Bondarenko V.P., Dorofeev A.M. [Modern gettering methods in semiconductor electronics technology]. Zarubezhnaya elektronnaya tekhnika = Zarubezhnaya elektronnaya tekhnika. 1983;11:3-66. (In Russ.)Вабищевич Н.В., Бринкевич Д.И., Просолович В.С. Кислородные преципитаты и формирование термодоноров в кремнии. Физика и техника полупроводников.1998;32(6):712-713.Vabishchevich N.V., Brinkevich D.I., Prosolovich V.S. [Oxygen precipitates and the formation of thermal donors in silicon]. Semiconductors. 1998;32:640-641.Просолович В.С., Янковский Ю.Н. Дефектно-примесное взаимодействие в полупроводниках. Минск: БГУ; 2009.Prosolovich V.S., Yankovsky Yu.N. [Defect-doping interaction in semiconductors: a course of lectures]. Minsk: BGU; 2009. (In Russ.)Vasil’ev Yu.B., Verezub N.A., Mezennyi M.V., Prosolovich V.S., Prostomolotov A.I., Reznik V.Ya. Features of defect formation under the thermal treatment of dislocation-free single-crystals large-diameter silicon wafers with the specified distribution of oxygen-containing gettering centers in the bulk. Russian microelectronics. 2013;42(8):467-476.Vasil’ev Yu.B., Verezub N.A., Mezennyi M.V., Prosolovich V.S., Prostomolotov A.I., Reznik V.Ya. Features of defect formation under the thermal treatment of dislocation-free single-crystals large-diameter silicon wafers with the specified distribution of oxygen-containing gettering centers in the bulk. Russian microelectronics. 2013; 42(8):467-476.Челядинский А.Р., Явид В.Ю., Венгерэк П. Накопление радиационных дефектов в кремнии при имплантации ионов азота. 5-я международная конференция «Взаимодействие излучений с твердым телом». Минск; 2003: 206-208.Chelyadinsky A.R., Yavid V.Yu., Vengerek P. [Accumulation of radiation defects in silicon upon implantation of nitrogen ions]. Pyataya Mezhdunarodnaya nauchnaya konferenciya «Vzaimodeystviye izlucheniy s tverdym telom» = 5th International Scientific Conference “Interaction of radiations with a solid”. Minsk; 2003: 206-208. (In Russ.)Красников Г.Я. Конструктивно-технологические особенности субмикронных МОП транзисторов. Москва: Техносфера; 2011.Krasnikov G.Ya. [Design and technological features of submicron MOS transistors]. Moscow: Tekhnosfera; 2011. (In Russ.)Разумейчик В.С., Буслюк В.В., Дереченник С.С., Поляков В.И., Лапич С.В. Оценка вероятностных характеристик случайных сигналов микроэлектронного шумового модуля. Вестник Брестского государственного технического университета. 2014;5(89):41-45.Razumeichik V.S., Busliuk V.V., Derechennik S.S., Polyakov V.I., Lapich S.V. [Estimation of the probabilistic characteristics of random signals of a microelectronic noise module]. Vestnik Brestskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = VESTNIK Brest State Technical University. 2014;6(5):41-45. (In Russ.)Пикуза М.О., Михневич С.Ю. Тестирование аппаратного генератора случайных чисел при помощи набора статистических тестов NIST. Доклады БГУИР. 2021;19(4):37-42.Pikuza M.O., Mikhnevich S.Yu. [Testing a hardware random number generator using NIST statistical test suite]. Doklady BGUIR = Doklady BGUIR. 2021;19(4):37-42. (In Russ.)Железняк В.К., Раханов К.Я., Рябенко Д.С., Буслюк В.В., Ворончук С.И., Лешкевич И.В., Дереченник С.С. Концепция оценки для оперативного контроля источников шумового сигнала. XVI научно-практическая конференция «Комплексная защита информации». Минск; 2011: 273-276.Zheleznyak V.K., Rakhanov K.Ya, Ryabenko D.S., Busliuk V.V., Voronchuk S.I., Leshkevich I.V., Derechennik S.S. [Assessment concept for operational control of noise signal sources]. XVI nauchnoprakticheskaya konferentsiya “Kompleksnaya zashchita informatsii” = XVI Scientific and Practical Conference “Comprehensive Information Security”. Minsk; 2011: 273-276. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.