Особенности взаимодействия электромагнитного излучения СВЧ-диапазона со слоистыми структурами типа нанометровая металлическая плёнка-диэлектрик-полупроводник

Боголюбов, Антон Сергеевич

Особенности взаимодействия электромагнитного излучения СВЧ-диапазона со слоистыми структурами типа нанометровая металлическая плёнка-диэлектрик-полупроводник тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Боголюбов, Антон Сергеевич АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Саратов МЕСТО ЗАЩИТЫ

2006 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.03 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Особенности взаимодействия электромагнитного излучения СВЧ-диапазона со слоистыми структурами типа нанометровая металлическая плёнка-диэлектрик-полупроводник»

Автореферат диссертации на тему "Особенности взаимодействия электромагнитного излучения СВЧ-диапазона со слоистыми структурами типа нанометровая металлическая плёнка-диэлектрик-полупроводник"

На правах рукописи

БОГОЛЮБОВ АНТОН СЕРГЕЕВИЧ

ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ СВЧ-ДИАПАЗОНА СО СЛОИСТЫМИ СТРУКТУРАМИ ТИПА НАНОМЕТРОВАЯ МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПЛЁНКА-ДИЭЛЕКТРИК-

ПОЛУПРОВОДНИК

01.04.03 — радиофизика

05.27.01 - твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектрони ка, приборы на квантовых эффектах

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Саратов-2006

Работа выполнена на кафедре физики твердого тела Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского

Научные руководители: Заслуженный деятель науки РФ,

доктор физико-математических наук, профессор Усанов Дмитрий Александрович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

старший научный сотрудник Явчуновский Виктор Яковлевич

Ведущая организации: ЗАО «НПЦ «Алмаз-Фазотрон», г. Саратов.

Защита диссертации состоится 21 декабря 2006 г. в 1532 на заседании диссертационного совета Д.212.243.01 по специальностям 01.04,03 — Радиофизика и 05.27.01 — Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке СГУ Автореферат разослан 20 ноября 2006 г.

Ученый секретарь

доктор физико-математических наук, профессор

Скрипаль Александр Владимирович

доктор физико-математических наук, профессор Роках Александр Григорьевич

диссертационного совета

Аникин В. М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Эффективность производства существующих и успешное создание новых приборов твердотельной микро- и наноэлектрони ки во многом зависит от уровня развития технологии изготовления слоёв различных материалов толщиной от нескольких нанометров до десятков микрометров. Достижение высокой степени совершенства слоистых структур и, в частности, структур на основе манометровых металлических пленок, которое и определяет возможность их успешного применения в микро-, нано-, акусто-, СВЧ- и оптоэлеюронике, невозможно без использования высокоточных методов измерений электрофизических параметров диэлектрических и полупроводниковых материалов и структур, металлических пленок.

Достоинством бесконтактных методов, к которым, помимо прочих, относятся СВЧ-методы, является возможность проводить измерения, не разрушая материал и не изменяя его свойства. Наиболее распространенными методами являются волноводные и резонаторные. При использовании волководных методов рассматривается взаимодействие СВЧ-волны, распространяющейся в волноводе, с помещенным в него образцом, и измеряются интенсивность прошедшей и отраженной волн.

В настоящей работе исследовались особенности взаимодействия элекгромагнитного излучения сверхвысокочасгного диапазона со слоистыми структурами на основе тонких нанометровых металлических пленок, диэлектрических н полупроводниковых материалов в волноведущей системе, устанавливалась возможность расширения диапазона и повышения достоверности измерений параметров слоистых структур на основе тонких нанометровых металлических пленок, диэлектрических и полу провод ни ко-

вых материалов по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего с ними излучения сверхвысокочастного диапазона и повышения чувств ительности СВЧ-методов измерения. При этом высокая точность измерений достигалась лишь при условии, что известно теоретическое описание спектров отражения и прохождения, хорошо согласующееся с экспериментом, и эти спектры характеризуются высокой чувствительностью к изменению величии искомых параметров измеряемых структур.

Цель диссертационной работы: исследование особенностей взаимодействия электромагнитного излучения сверхвысокочастного диапазона со слоистыми структурами на основе тонких нанометровых металлических пленок, диэлектрических и полупроводниковых материалов в волноведу-щей системе и проведение на этой основе экспериментального и теоретического обоснования возможности измерений параметров исследуемых слоистых структур в широком диапазоне их изменения.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

• разработка модели, которая позволяет описать взаимодействие электромагнитного излучения СВЧ-диапазона с многослойными структурами па основе тонких металлических пленок, диэлектрических и полупроводниковых слоев в волноведущей системе;

• разработка метода решения обратной задачи: определения параметров металлических и полупроводниковых слоев в многослойных структурах по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего с ними электромагнитного излучения;

• экспериментальная реализация методов измерения электропроводности, толщины и диэлектрической проницаемости слоев в структурах ме-талл-полупроводник-диэлекгрик в широком диапазоне их изменения по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего с ними электромагнитного излучения.

Научная новизна исследований, проведенных в ходе диссертационной работы, состоит в следующем:

• разработаны теоретические основы измерения параметров слоистых структур металл-полу прово дник-диэлектр и к в широком диапазоне изменения их параметров по спектрам отражения и прохождения, взаимодействующего с ними сверхвысокочастотного излучения;

• установлено изменение типа резонанса при отражении электромагнитного излучения, взаимодействующего со слоистой структурой, содержащей металлическую пленку, с ростом толщины пленки, от полуволнового, при котором на длине структуры укладывается целое число полуволн, к четвертьволновому резонансу, при котором на длине структуры укладывается нечетное число четвертей длин волн;

• экспериментально реализованы методы измерения толщины, электропроводности и диэлектрической проницаемости слоев в слоистых структурах металл-полу про водник-диэлектрик по спектрам отражения и прохождения, взаимодействующего с ними электромагнитного излучения.

Практическая значимость работы

• предложена и реализована методика компьютерного моделирования спектров отражения и прохождения в СВЧ-диапазоне слоистых структур, содержащих тонкие металлические пленки;

• разработаны новые способы измерения параметров слоистых структур на основе металло-полупроводниковых слоев по спектрам отражения и прохождения СВЧ-иалучения в широком диапазоне их изменения;

• разработана программная и аппаратная реализация методов измерения толщины, электропроводности и диэлектрической проницаемости слоев в слоистых структурах металл-полупроводннк-диэлектрик по спектрам отражения и прохождения, взаимодействующего с ними электромагнитного излучения.

Достоверность результатов диссертации обеспечивается качественным и количественным соответствием выводов теории основным результатам, полученным экспериментально, строгостью используемых математических моделей, корректностью упрощающих допущений, сходимостью вычислительных процессов к искомым решениям, выполнимостью предельных переходов к известным решениям. Достоверность экспериментальных результатов обеспечена применением стандартной измерительной аппаратуры, обработкой экспериментальных данных с использованием стандартных методов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. По измеренным частотным зависимостям коэффициента отражения электромагнитного излучения от слоистой структуры диэлектрик-металл-полупроводник и с использованием точного решения задачи о распространении электромагнитной волны в во л но ведущей системе, полностью заполненной слоистой структурой, при известных параметрах диэлектрика возможно определение толщины манометрового металлического слоя и электропроводности полупроводниковой подложки.

2. С ростом величины диэлектрической проницаемости диэлектрического слоя в структуре диэлектрик-метаял-полупроводник возможно наблюдать увеличение диапазона изменения толщины и электропроводности нанометрового металлического слоя, в котором коэффициент отражения электромагнитной волны СВЧ-диапазона не достигает предельного (не изменяющегося с увеличением толщины) значения.

3. С ростом толщины металлической пленки в слоистой структуре диэлектрик-металл-полупроводник изменяется тип резонанса при отражении электромагнитного излучения СВЧ-днапазона, взаимодействующего со

слоистой структурой, от полуволнового, при котором на длине структуры укладывается целое число полуволн, к четвертьволновому резонансу, при котором на длине структуры укладывается нечетное число четвертей длин волн.

4. Добротность резонатора, образованного структурой диэлектрик-металл-полупроводник, в СВЧ-днапазоке немонотонным образом зависит от толщины и электропроводности нанометрового металлического слоя.

Апробации работы

Основные результаты диссертационной работы доложены на:

1. 14-оЙ, 15-ой и 16-ой международных Крымских конференциях "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии" (КрыМиКо'2004, 2005, 2006). Севастополь, 2004 г., 2005 г. и 2006 г.;

2. 9-ой международной научно технической конференции «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники»,— Дивно-морское, Россия, 12-17 сентября 2004;

3. втором Евразийском конгрессе по медицинской физике и инженерии "Медицинская физика -2005", Москва, 21-24 июня 2005 г;

4. 35th European Microwave Conférence (EuMC) Paris, France, from 4 to 6 October 2005r.;

5. 5-ой Международной научно-технической конференции. Электроника и информатнка-2005, Зеленоград, 23-25 ноября 2005 п

6. 36rd European Microwave Conférence. Manchester, UK. 10-15th September 2006

7. XVI International Conférence on Microwaves, Radar and Wireless Communications M1KON-2006, Poland, Krakow, May 22-24,2006.

Публикации

По материалам исследований, выполненных при работе над диссертацией, опубликовано 16 работ [1*16], в том числе 3 статьи в центральных научно-технических журналах [1-3], 13 статей в сборниках материалов конференций [4-16].

Личный вклад автора выразился в участии в проведении всего объема экспериментальных работ, в создании теоретических моделей, описывающих результаты экспериментов, проведении компьютерного моделирования и анализе полученных результатов.

Структура к обьем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка литературы. Работа изложена на 11$ страницах, содержит 41 рисунок и список литературы из 148 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации, сформулирована цель работы, приведены основные положения, выносимые на защиту, описаны структура и объем работы.

В первом разделе диссертации проведен критический анализ современных исследований характеристик структур типа диэлектрик-нанометровая металлическая пленка-полупроводник на сверхвысоких частотах.

Во втором разделе представлены теоретические основы метода измерения характеристик слоистых структур диэлектрик-металл-полупроводник по спектрам отражения и прохождения электромагнитного излучения, разработана теоретическая модель, позволяющая рассчитывать коэффициенты отражения и прохождения СВЧ-изпучения для таких структур, содержащих тонкие манометровые металлические слои,

Показана возможность определения толщины нанометрового металлического слоя и электропроводности полупроводниковой подложки по измеренным частотным зависимостям коэффициента отражения электромагнитного излучения от слоистой структуры диэлектрик-металл-полупроводник и с использованием точного решения задачи о распространении электромагнитной волны в волноведущей системе, полностью заполненной слоистой структурой, при известных параметрах диэлектрика.

Для расчета коэффициентов отражения и прохождения электромагнитной волны при её нормальном падении на многослойную структуру (рис. 1) использовалась матрица передачи волны между областями с различными значениями постоянной распространения электромагнитной волны у] н п+\ •

2//+1 2 которая связывает коэффициенты а), В, и , Ву+1, определяющие амплитуды падающих и отраженных волн по обе стороны от границы соотношением;

Коэффициенты Ац^ и определяющие амплитуды волны, прошедшей через многослойную структуру (рис. 1), и волны, отраженной от нее, связаны с коэффициентом А0, определяющим амплитуду лазающей волны, следующим соотношением:

т""&М ПТ^,)-^.».,)-^.«)...^,)-^..,) (2)

л, состо

где

матрица передачи слоистой структуры, состоящей из N слоев (рис. 1).

Рис. 1, Слоистая структура, состоящая из N слоев Для расчета постоянных распространения электромаг-

нитной волны соответственно в пустом волноводе, волноводе, заполненном диэлектриком, металлической пленкой и полупроводником, использовались следующие выражения:

. Уа.м = - . Гд = ^ ~ а^оРо ,

где гг* и = „ - ]епм - комплексная диэлектрическая проницаемость полу-

про водкикового -г2 •

__ п,м

СЛОЯ

тонкой

металл ическо Й

пленки,

^п.м

> Сц,ы " п м — действительная и мнимая часть ком-

плсксной диэлектрической проницаемости полупроводникового слоя и тонкой металлической пленки, с0 и диэлектрическая и магнитная проницаемости вакуума, и м относительная диэлектрическая и магнитная проницаемость решетки полупроводниковой подложки и металлического слоя соответственно, сгп н- электропроводность полупроводниковой

подложки и металлического слоя, /и„<м, нп м— эффективная масса и концентрация электронов в полупроводниковой подложке н металлическом слое, £д - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрического слоя.

Коэффициенты отражения Я = и прохождения Т = /1^+1/Л

электромагнитной волны, взаимодействующей со слоистой структурой, определяются через элементы матрицы передачи Тд, с помощью соотношений:

т«[2,2]' Тн [2,2]

Полученные соотношения могут быть использованы для нахождения значений коэффициентов отражения и прохождения при взаимодействии электромагнитной волны с тонкими металлическими пленками, слоями диэлектрика и полупроводника.

Для увеличения диапазона изменения Л и Г с изменением толщины и электропроводности нанометровой металлической пленки в выбранном диапазоне частот (8—12 ГГц) перед исследуемой структурой размещался слой диэлектрика (рис. 2, а).

диэлектрический спой"*!' ПТ

металлическая пленка полупроводниковая подложка

Полупроводник

Металл

Полупроводник Диэлектрик \

У / \ \

Л™

0 'л I

6 в Рис. 2. Расположение измеряемой структуры

Использование рассчитанных Я|(й>,/Н,<тп), Дз(й>,(„,<гп) частотных зависимостей коэффициентов отражения электромагнитной волны, падающей со стороны диэлектрического слоя, при различных комбинациях слоев в измеряемой структуре (рис. 2, б и 2, в) позволяет построить функцию невязок, являющуюся функцией двух переменных толщины металлического слоя /м и электропроводности подложки <тп:

2}ксп]

представляющую собой поверхность в пространстве координат ('„,сгп,5). Здесь R, 1 эксп и /^2эксп ~ измеряемые в экспериментах величины козффицн-ентов отражения электромагнитной волны при различных комбинациях слоев в измеряемой структуре.

Определение толщины металлической пленки Гы и электропроводности подложки а„ по спектрам отражения Л(<в) и прохождения Т(а>) электромагнитного излучения, при использовании метода наименьших квадратов для обработки экспериментальных данных, для этого случая основано на решении системы уравнений

Мн1£п)=0 и = 0 (5)

dtu в<т„

Решением системы уравнений (5) для функции двух переменных S('M.crii) является искомая толщина металлической пленки ги „^ и электропроводность подложки сГр иск,

В третьем разделе приведены результат™ компьютерного моделирования взаимодействия электромагнитного излучения с многослойными структурами, содержащими полупроводниковые, диэлектрические и манометровые металлические слои, описаны особенности резонансного отражения СВЧ-излучения, характерные для различной толщины нанометровых металлических слоев.

Характерной особенностью отражения электромагнитной волны от трехслойной структуры (рис, 2, а) при отсутствии металлического слоя или при малой (менее 50 нм) его толщине является возможность реализации, так называемого, полуволнового резонанса, при котором на длине структуры укладывается целое число полуволн (сплошные кривые 1-4 на рис. 3). При толщинах металлического слоя более 100 нм реализуются фазовые условия для возникновения, так называемого, четвертьволнового резонанса, при котором на длине структуры укладывается нечетное число величины ¿ре,/4 (штриховые кривые 5, б, 7 и 8 на рис. 3). Здесь Л^ - длина волны

зондирующего излучения в структуре на частоте резонанса. Однако для реализации ярко выраженного четвертьволнового резонанса необходимо, чтобы амплитуды электромагнитных волн, отраженных от границ воздух-диэлектрик и диэлектрик—металл, были сравнимы. Это может быть достигнуто при использовании в качестве диэлектрического слоя, помещаемого перед структурой металл-полупроводник, диэлектрика с большой диэлектрической проницаемостью.

! 11

__\

А ■ ; ■Л-Ц. * \ Л

11 1 • 11 1 л * ч «V 1 и * ' | 1 * 1 * * * У

* \д/

1 1 у

Г 1_ 1 '-У---', рис. 3. Расчетные зависимости

квадратов модулей коэффициентов отражения 1Ы )| электромагнитной волны от трехслойной структуры от частоты при различных значениях толщины и электропроводности <тм металлического слоя: 1-/м=0, сги=0; 2-(м=12 им, £гн=2.5*101Ом"'м*1; э-/м-24нм, <Ги =3.2-101 Ом"1 м"1; 4-/м-33 нм, 8 в» 96 104 Н.1 /ГГц сгм =5.7' 105Ом*1 м'1; 5-/„-41 нм,

<тм»Ц2106Ом"1м"1; 6-/м-70км, <тм-2.2 1060м*'м1; 7-/ы-150нм, см=2.2Ю6Ом*|м* ';8-Гм-650нм, О"м~2.2-1040м"'м"' |

При выборе частоты зондирующего излучения либо в области полуволнового, либо четвертьволнового резонанса оказывается возможным изменять диапазон толщин металлического слоя, в котором наблюдается резкое изменение величины коэффициента отражения электромагнитного излучения от трехслойной структуры. В области полуволнового резонанса коэффициент отражения приближается к насыщению при толщине металлического (хром) слоя, большей 50 нм, в то время как в области четвертьволнового резонанса коэффициент отражения приближается к насыщению лишь при толщине металлического (хром) слоя, большей 3000 нм.

Из результатов расчетов следует, что величина добротности резонатора образованного структурой диэлектрик—металл-п олулроводни к в СВЧ-диапазоне немонотонным образом зависит от толщины и электропроводности нанометрового металлического слоя.

Показана возможность решения обратной задачи по определению толщины н электропроводности нанометровых металлических пленок и полупроводниковых слоев в многослойных структурах в широком диапазоне их значений по спектрам отражения и прохождения электромагнитного излучения. I

Анализ выражения (4) показывает, что функция невязок 5(/и,ст„), являющаяся функцией двух переменных: толщины металлического слоя !м и электропроводности подложки сгп, ¡представляет собой поверхность в пространстве координат (гм><тп,5) (рис. 4, а) и обладает на плоскости (гм, ап ) явно выраженным глобальным минимумом (рис. 4, б).

Из результатов расчетов следует, что величина добротности резонатора образованного структурой диэлектрик-металл-полупроводник в СВЧ-диапазоне немонотонным образом зависит от толщины и электропроводности нанометрового металлического слоя.

Показана возможность решения обратной задачи по определению толщины и электропроводности нанометровых металлических пленок и полупроводниковых слоев в многослойных структурах в широком диапазоне их значений по спектрам отражения и прохождения электромагнитного излучения.

I 10 12 fa, "I*

Рис. 4. Функция невязок в пространстве координат (гм,егп,5) и котурна* карга вблизи

глобального минимума

В четвертом разделе приведены результаты экспериментальных исследований особенностей взаимодействия электромагнитного излучения СВЧ диапазона (8-12 ГГц) с многослойными структурами, содержащими нанометровые металлические слон. Экспериментально подтверждена возможность изменения типа резонансного отражения, характерной особенностью которого является возможность реализации, так называемого, полуволнового резонанса при малых толщинах нанометровых металлических слоев и четвертьволнового резонанса при больших толщинах металлических слоев.

Экспериментально реализованы методы определения параметров многослойных структур, содержащих нанометровые металлические слои (хром, алюминий, титан, ванадий, нихром) толщиной от 2 до 1000 нм, частично пропускающих СВЧ-излучение, по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего электромагнитного излучения СВЧ-диапазона.

В ходе экспериментальных исследований в диапазоне частот 8-12 ГТц был измерен спектр отражения электромагнитной волны, взаимодействующей с изображенной на рис. 2, а структурой.

Экспериментально измерялись параметры пленок хрома на керамических (А1г03), стеклянных и полупроводниковых подложках. В качестве диэлектрического слоя, помещаемого перед измеряемой пластиной, использовалась керамическая пластина с £Д=Ю0 и толщиной 3 мм.

На рис. 5 представлены измеренные по описанной выше методике зависимости (дискретные кривые) квадратов модулей коэффициента отражения ¡^экпр электромагнитной волны от исследуемой структуры (пленки хрома различной толщины на керамической А1гОэ подложке) от частоты зондирующего сигнала.

иа'

0.9

0.6

о.г

г V Л

\ /

Рис. 5. Экспериментальные (дискретные кривые) н расчетные (непрерывные кривые) зависимости квадратов модулей коэффициентов отражения электромагнитной волны от трехслойной структуры при различных толщинах <м, им н

электропроводности <тн,

Ом'м

металлического (хром) огоя:

10.5

2-(„=И.9 им, -1.1*10' Ом 'м1-

/.ГГц О"н-0;

. 3-Гн=18,17нм, стм=1.458-1010м"1м1;

4-(н =20.87 нм, <тм -3.033-10 Ом м 6-=144.68 нм, (Тм=1д2 1060м*'м1;

5-/„-76.22 им, <тм = 1,134-10® Ом"'м"'; 7—/м-400нм, <тм—г.^-Ю^Ом^'м"'.

Кривые (1—6 Нюдложка полнкор. Кривая 7-подпожки кремний.

Измеренная частотная зависимость квадрата модуля коэффициента отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапазоиа была ис-

пользована для определения электропроводности ам нск металлической пленки (хром) на подложке (поликор) из решения следующего уравнения:

¿Ш^Р-ргЦ.

л')

2Л

• 0.

(6)

диы д<7„

Толщины иск металлических пленок на подложках были определены с использованием интерференционного метода по величине фазового сдвига 3, возникающего между электромагнитными волнами оптического диапазона, отраженными от полупроводниковой подложки и металлической пленки, из решения уравнения:

•(З-^ + Ж»))—,

(7)

с учетом изменения фазы <р волны при отражении от структуры металлическая пленка-полупроводниковая подложка и изменением фазы щ волны при отражении от полупроводниковой подложки, вследствие конечной величины поглощения оптического излучения металлической пленкой и подложкой.

На рис. 5 представлены зависимости |Я(й>)]г (непрерывные кривые), рассчитанные при значениях толщины '„ = <н ИС1К и электропроводности аи = им ис|(, определяемые из решения уравнений (6) и (7).

В эксперименте также измерялись структуры металл-полупроводник, представляющие собой титановые и ванадиевые плёнки, нанесенные на кремниевые подложки толщиной 480 мкм, В результате решения обрагтной задачи по измеренным спектрам отражения в диапазоне частот 8-12 ГТц с использованием системы уравнений (5) и функции невязок £('„,<?„) в виде (4) были определены параметры исследуемых структур: толщины металлических пленок и электропроводность кремниевых подложек.

В заключении приведены основные результаггы и сформулированы выводы диссертационной работы, ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Предложены типы многослойных структур, содержащих тонкие нано-мегровые металлические слои и характер их расположения в волноводе, при которых возможно построение теоретической модели, позволяющей строго рассчитывать спектральные зависимости коэффициентов отражения и прохождения СВЧ-излучения.

2. Показано, что использование структур металл-полупроводник в сочетании с диэлектрическими слоями позволяет расширить диапазон толщин металлического слоя, в котором наблюдается резкое изменение величин коэффициентов отражения и прохождения взаимодействующего с ними электромагнитного излучения в выбранном диапазоне частот 8-12 ГТц.

3. На основе компьютерного моделирования взаимодействия электромагнитного излучения с многослойными структурами, содержащими полупроводниковые, диэлектрические и нанометровые металлические слон, описано возникновение резонансного отражения СВЧ-излучения, характеристики которого существенным образом зависят от толщины на-нометровых металлических слоев.

4. Показана возможность решения обратной задачи по определению толщины и электропроводности манометровых металлических пленок и полупроводниковых слоев в многослойных структурах в широком диапазоне их значений по спектрам отражения и прохождения электромагнитного излучения.

5. Теоретически предсказано и экспериментально обнаружено явление изменения типа резонансного отражения от структур диэлектрик-металл-полу проводи ик, с увеличением толщины металлических слоев в интервале нанометровых значений от полуволнового резонанса, при котором на длине структуры укладывается целое число полуволн, к четвертьволновому резонансу, при котором на длине структуры укладывается нечетное число четвертей длин волн.

6. Показано, что добротность резонатора, образованного структурой диэлектрик-металл-полупроводник, в СВЧ-диапазоне немонотонным об-

разом зависит от толщины и электропроводности нзнометрового металлического слоя.

7. Экспериментально реализованы методы определения параметров (диэлектрической проницаемости и электропроводности полупроводниковых слоев, толщины и электропроводности нанометровых металлических слоев) многослойных структур, содержащих нанометровые металлические слои по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего электромагнитного излучения СВЧ-диапазона.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. У санов ДА., Скрипаль A.B., Абрамов A.B., Боголюбов A.C. Измерения толщины нанометровых слоев металла и электропроводности полупроводника в структурах металл-полупроводник по спектрам отражения и прохождения электромагнитного излучения//ЖТФ. 2006. Т. 76, вып. J, выл 112-117.

2. У сапов Д. А, Скрипаль Ал. В., Скрипаль Ан.В., Абрамов A.B., Боголюбов A.C., Поетельга А. Э, Радиоволновая интерферометрия движений тела человека, связанных с дыханием и сердцебиением И Биомеди циискис технологии и радиоэлектроника. 200S. Ш1-12. С. 44-51. \

3. Усанов Д.А., Скрипаль A.B., Абрамов AJÍ,, Боголюбов A.C. Резонансное отражение электромагнитного излучения от структур с папометровыми металлическими слоями // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2006, Том 9, № 3, с. 5963. I

4. Усанов ДА., Скрипаль A.B., Абрамов A.B., Боголюбов A.C. СВЧ-метод измерения металлических плёнок на полупроводниковых подложках // Материалы 14-ой Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникацией ные технологии» КрыМиКо-20(М. Украина, Севастополь, 13-17 сентября 2004 г. С. 686-6S7,

3. Усанов Д.А., Скрипаль A.B., Абрамов A.B., Боголюбов A.C. Микроволновые измерения толщин металлических пленок па полупроводниковых подложках // Труды девятой международной лаужо-тсхиической конференции «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники». Дпвиоморскос, Россия, 12-17 сентября 2004 г. Таганрог: Изд-во ТРТУ. Часть 2, С. 100-103.

6. Усанов ДА., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В., Абрамов A.B., Боголюбов A.C., Поетельга А.Э, Система дистанционного контроля сердечных сокращений и дыхательных движений грудной клетки пациента // Материалы II Евразийского конгресса по медицинской физике и инженерии "Медицинская физика - 2005", Москва, 21-24 июня 2005 г. C.37S-376.

7. Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Абрамов А. В., Боголюбов А. С. СВЧ-иэмерешм нанометровых металлических пленок на полупроводниковых подложках // 15-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо'2005). Севастополь, 12-16 сент. 2005 г.; Материалы конференции. Севастополь: «Вебер», 2005. С. 605-606.

8. Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В., Абрамов A.B., Боголюбов A.C., Поетельга А. Э. Радиоволновая интерферометрия смешений грудной клетки человека, связанных с дыханием и сердцебиением // 15-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМнКо*2005), Се-

вастополь, 12-16 сент. 2005 г.: Материалы конференции. Севастополь; «Вебер», 2005. С. 900-901.

9. A.V, Abramov, D.A. Usanov, A.V. Skripal, A.S. Bogolyubov. Microwave measurements of thickness and conductivity of nanometer metal-semiconductor structures // Proc. of35rd European Microwave Conference. Paris, France. 4-6th October 2005. Vol. 1. P. 509-512,

10. A.V. Abramov, A.S. Bogolyubov, AE. Postelga, D.A. Usanov, Al.V. Skripal, An.V. Skripal. Radiowave Interferometry of Human Respiratory Movements and Heartbeats // Proc. of 35rd European Microwave Conference. Paris, France. 4-6£h October 200S, Vol. 2. P. 1047-1050.

11. У санов Д.А., Скрипаль AB., Абрамов A.B., Боголюбов A.C. Измерения нанометро-вых металлических пленок на полупроводниковых подложках по спектрам отражения электромагнитного излучения // Материалы конференции. Электроника и ин-форматиха-2005. V Международная научно-техническая конференция. Зеленоград, 23-25 ноября 2005 г., Москва, МИЭТ, 2005. Часть 1. С. 158-159.

12. У санов Д„А_, Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В,, Абрамов АВ., Боголюбов А.С., По-стельга А Э. РадиоволновьШ контроль смешений грудной клетки человека, связанных с дыханием и сердцебиением И Материалы конференции. Электроника и ин-форнатика-2005. V Международная научно-техническая конференция. Зеленоград, 23-25 ноября 2005 г., Москва, МИЭТ, 2005. Часть 2. С. 177-178.

13. D.A. Usanov, Al.V. Skripal. A.V, Abramov, A.S. Bogolyubov, N.V. Kalmina. Measurements of thickness of metal films in sandwich structures by the microwave reflection spectrum // Proc. of 36rd European Microwave Conference. Manchester, UK. I O-l 5 th September 2006. 509-512.

14. У санов Д. А,, Скрипаль A.B., Абрамов А.В., Боголюбов АС. СВЧ-метод измерения электропроводности металлических пленок ианометровой толщины в многослойных структурах // 15-ой Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо'2005), Севастополь, 12-16 сент. 2005 г.: Материалы конференции в 2 т. - Севастополь: Вебер, 2006, с. 773-774,

15. D.A. Usanov, Al.V, Skripal, A.V. Abramov, A.S. Bogolyubov, A.E. Postelga. Radiowave monitoring of human respiratory movements and heartbeats И Proc. of XVI International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications MIKON-2006, Poland, Krakow, May 22-24,2006. Vol. 2. P. 667-770.

16. DA. Usanov, Al.V. Skripal, A.V. Abramov, A.S. Bogolyubov. microwave measurements of thickness of nanometer metal layers and conductivity of semiconductor in structures "metal-semiconductor" // Proc, of XVI International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications MIKON-2006, Poland, Krakow, May 22-24,2006. Vol. 3. P. 874-877.

БОГОЛЮБОВ АНТОН СЕРГЕЕВИЧ

ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ СВЧ-ДИАПАЗОНА СО СЛОИСТЫМИ СТРУКТУРАМИ ТИПА МАНОМЕТРОВАЯ МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПЛЁНКА-ДИЭЛЕКТРИК-ПОЛУПРОВОДНИК

01.0*1.03 - радиофизика

03.27.01 — твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нансолектроннка, приборы на квантовых эффектах

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Подписано в печать 14.11.06. Формат 60x84 1/16, Объем 1,0 п. л. Тираж 100 экз. Заказ

Типография Издательства Саратовского университета. 410012, Саратов, Астраханская, £3.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Боголюбов, Антон Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХКТУР НА СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТАХ.

1.1. волноводные методы измерения электрофизических параметров полупроводников

1.2. Мостовые методы измерения параметров полупроводников.

1.3. Резонаторные методы измерения параметров полупроводников.

1.4. Измерение параметров материалов методом волноводно-диэлектрического резонанса.

1.5. Автодинные методы измерений параметров материалов и структур.

1.6. Измерения параметров материалов с использованием синхронизированных генераторов.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СЛОИСТЫХ СТРУКТУР МЕТАЛЛ-ПОЛУПРОВОДНИК, ДИЭЛЕКТРИК-МЕТАЛЛ-ПОЛУПРОВОДНИК ПО СПЕКТРАМ ОТРАЖЕНИЯ И ПРОХОЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

2.1. Теоретическое обоснование волноводного метода измерения характеристик слоистых структур по спектрам отражения и прохождения электромагнитного излучения.

2.2. Измерение толщины нанометровых металлических пленок и электропроводности полупроводника в слоистых структурах по спектрам отражения и прохождения электромагнитного излучения.

2.2.1. Измерение толщины нанометрового металлического слоя, нанесённого на полупроводниковую подложку.

2.2.2. Измерение толщины нанометровых металлических пленок и электропроводности полупроводника в слоистых структурах.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕДУРЫ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ТОНКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ,

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЕВ В МНОГОСЛОЙНЫХ

СТРУКТУРАХ ПО СПЕКТРАМ ОТРАЖЕНИЯ И ПРОХОЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

3.1. Компьютерное моделирование спектров отражения и прохождения электромагнитного излучения в структурах металл-полупроводник.

3.2. Компьютерное моделирование процедуры измерений толщины нанометровых металлических пленок и электропроводности полупроводника в слоистых структурах по спектрам отражения и прохождения электромагнитного излучения.

3.2.1. Компьютерное моделирование спектров отражения и прохождения электромагнитного излучения в структурах диэлектрик-металл-полупроводник и диэлектрик-полупроводник-металл.

3.2.2. Компьютерное моделирование процедуры измерений диэлектрической проницаемости и электропроводности полупроводниковых пластин с использованием спектров отраэюения электромагнитного излучения.

3.2.3. Компьютерное моделирование процедуры измерений толщины нанометровых металлических пленок и электропроводности полупроводниковых подложек с использованием спектров отраэюения электромагнитного излучения.

3.2.4. Особенности отраэюения электромагнитного излучения от многослойной структуры с нанометровым металлическим слоем, нанесённым на подлоэюку.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ ТОЛЩИНЫ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ НАНОМЕТРОВЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СЛОЕВ В СЛОИСТЫХ СТРУКТУРАХ ПО СПЕКТРАМ ОТРАЖЕНИЯ И ПРОХОЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

4.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕКТРОВ ОТРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

4.2. экспериментальное определение толщины нанометрового металлического слоя, нанесённого на полупроводниковую подложку, по спектрам прохождения электромагнитного излучения.

4.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ НАНОМЕТРОВЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКА В СЛОИСТЫХ СТРУКТУРАХ.

4.4. Определение электропроводности нанометрового металлического слоя по спектру отражения электромагнитной волны.

4.5. Использование методов радиоволновой интерферометрии для контроля параметров движения тела человека.

Введение диссертация по физике, на тему "Особенности взаимодействия электромагнитного излучения СВЧ-диапазона со слоистыми структурами типа нанометровая металлическая плёнка-диэлектрик-полупроводник"

Эффективность производства существующих и успешное создание новых приборов твердотельной микро- и наноэлектроники во многом зависит от уровня развития технологии изготовления слоев различных материалов толщиной от нескольких нанометров до десятков микрометров. Достижение высокой степени совершенства слоистых структур и, в частности, структур на основе нанометровых металлических пленок, которое и определяет возможность их успешного применения в микро-, нано-, акусто-, СВЧ- и оптоэлектронике, невозможно без использования высокоточных методов измерений электрофизических параметров диэлектрических и полупроводниковых материалов и структур, металлических пленок.

При измерениях чаще всего применяются контактные методы, т. е. параметры полупроводниковых и диэлектрических материалов и металлических пленок измеряют на постоянном или низкочастотном токе [13]. Измерения такими методами производятся при наличии контакта зонда с образцом. Зачастую это приводит к разрушению исследуемого материала. При использовании таких методов могут возникать характерные для них нежелательные явления, например, связанная с контактом инжекция носителей заряда в материал, возникновение контактной разности потенциалов, термоЭДС, которые приводят к трудноустранимым погрешностям при измерениях, причем влияние этих эффектов может изменяться в зависимости от температуры, что создает трудности при проведении измерений в широком интервале температур. С помощью зондовых методов затруднительно также исследовать образцы малой площади с произвольной геометрией.

Преимуществом СВЧ-измерений является возможность проводить с помощью одной измерительной установки и на одном образце определение нескольких параметров, измерение которых контактными методами требует создания различных установок и использования нескольких однотипных образцов. При отсутствии контакта появляется возможность вынесения измерительных приборов за пределы области температурного воздействия на полупроводник и, как следствие, измерения свойств полупроводников в широком интервале температур. При использовании СВЧ для измерений становится возможным изучение зависимости тех или иных параметров от частоты. Бесконтактность методов открывает новые возможности для изучения анизотропных эффектов. Из-за возможности приложения сильных электрических полей без использования контактов СВЧ-методы могут быть применены для изучения кинетики разогрева носителей в электрическом поле, так как бесконтактность исключает инжекцию. С помощью данных методов возможно проводить экспрессные измерения, измерение и отбраковку полупроводниковых заготовок для приборов, контроль параметров при термообработке. Измерения с помощью СВЧ очень важны для определения параметров пленочных структур, вследствие того, что СВЧ-методы исследования пленок позволяют проводить разносторонние измерения без разрушения пленки, что открывает возможность использовать прошедшие измерения образцы для производства приборов.

Следует отметить, что СВЧ-методы являются оптимальными при использовании исследуемых материалов и структур в приборах полупроводниковой СВЧ-электроники, поскольку исследования, например, с помощью зондовых методов могут давать недостаточно информации для конструирования именно СВЧ-устройств с заданными характеристиками. Преимущества полупроводниковых СВЧ-приборов по сравнению с их вакуумными аналогами придают актуальность разработке новых методов определения параметров полупроводников.

СВЧ-методы измерения различаются по физическим эффектам, на которых они основаны, по типу используемой схемы измерений и по характеру взаимного расположения образца и электродинамической системы. В основе деления СВЧ-методов по заложенным в их основу физическим принципам лежат: эффект поглощения электромагнитной энергии свободными носителями заряда, инерционность носителей в СВЧ-поле, поворот плоскости поляризации волны при искривлении траектории движения носителей заряда, резонансы. По типу используемой схемы СВЧ-методы делят на волноводные, мостовые, резонаторные. Рассматривая взаимное расположение исследуемого образца и электродинамической системы СВЧ-методы делят на методы измерения "проходными" системами, когда образец помещается внутри системы и методы измерения "накладными" системами, когда образец прикладывается к открытому концу СВЧ-тракта, к отверстию в резонаторе или является частью их стенок.

Наиболее распространенными методами являются волноводные и резонаторные. При использовании волноводных методов рассматривается взаимодействие СВЧ-волны, распространяющейся в волноводе, с помещенным в него образцом, и измеряются интенсивность прошедшей и отраженной волн. При измерениях резонансными методами схема настраивается в резонанс изменением размеров электродинамической системы или частоты генератора. Эти методы основаны на поглощении электромагнитной энергии свободными носителями заряда и изменении эквивалентных размеров резонатора при помещении в него полупроводника. По результатам определения изменения характеристик резонатора могут быть определены диэлектрическая проницаемость и электропроводность материала, изменение электропроводности, вызванное наложением магнитного поля, освещением образца и т. д. Если зависимость между изменением электропроводности и поглощением в образце является линейной, то можно найти величину времени установления неравновесных процессов в полупроводниках, таких как объемное время жизни неосновных носителей заряда и скорость поверхностной рекомбинации. Введение исследуемого образца в измерительную резонаторную систему приводит к смещению резонансной частоты и изменению добротности резонатора, по изменению которых рассчитываются параметры образца.

При отработке технологии создания слоистых структур на основе нанометровых металлических пленок, используемых в микро-, акусто- и оптоэлектронике, важно точно измерить толщину слоя металла и его электропроводность по завершении технологического цикла. Такие измерения желательно производить, не разрушая структуру, например, с использованием микроволнового излучения [4-6, 9].

Для определения толщины и электропроводности нанометровых металлических пленок в слоистых структурах можно использовать результаты измерений спектров отражения и прохождения взаимодействующего с ними микроволнового излучения при условии, что известно их теоретическое описание [30,31]. Нахождение электрофизических параметров слоистых структур по спектрам отражения и прохождения электромагнитной волны связано с необходимостью решать обратную задачу.

В настоящей работе исследовались особенности взаимодействия электромагнитного излучения сверхвысокочастного диапазона со слоистыми структурами на основе тонких нанометровых металлических пленок, диэлектрических и полупроводниковых материалов в волноведущей системе, устанавливалась возможность расширения диапазона и повышения достоверности измерений параметров слоистых структур на основе тонких нанометровых металлических пленок, диэлектрических и полупроводниковых материалов по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего с ними излучения сверхвысокочастного диапазона и повышения чувствительности СВЧ-методов измерения. При этом высокая точность измерений достигалась лишь при условии, что известно теоретическое описание спектров отражения и прохождения, хорошо согласующееся с экспериментом, и эти спектры характеризуются высокой чувствительностью к изменению величин искомых параметров измеряемых структур.

С учетом вышесказанного была сформулирована цель диссертационной работы: исследование особенностей взаимодействия электромагнитного излучения сверхвысокочастного диапазона со слоистыми структурами на основе тонких нанометровых металлических пленок, диэлектрических и полупроводниковых материалов в волноведущей системе для экспериментального и теоретического обоснования возможности измерений параметров исследуемых слоистых структур в широком диапазоне их изменения.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Разработка модели, которая позволяет описать взаимодействие электромагнитного излучения СВЧ-диапазона с многослойными структурами на основе тонких металлических пленок, диэлектрических и полупроводниковых слоев в волноведущей системе;

2. Разработка метода решения обратной задачи: определения параметров металлических и полупроводниковых слоев в многослойных структурах по спектрам отражения и прохождения, взаимодействующего с ними электромагнитного излучения;

3. Экспериментальная реализация методов измерения электропроводности, толщины и диэлектрической проницаемости слоев в структурах металл-полупроводник-диэлектрик в широком диапазоне их изменения по спектрам отражения и прохождения, взаимодействующего с ними электромагнитного излучения.

Новизна исследований, проведенных в ходе диссертационной работы, состоит в следующем:

1. Разработано теоретическое обоснование возможности измерения параметров слоистых структур металл-полупроводник-диэлектрик в широком диапазоне изменения их параметров по спектрам отражения и прохождения, взаимодействующего с ними сверхвысокочастотного излучения;

2. Установлено изменение типа резонанса при отражении электромагнитного излучения, взаимодействующего со слоистой структурой, содержащей металлическую пленку, с ростом толщины пленки, от полуволнового, при котором на длине структуры укладывается целое число полуволн, к четвертьволновому резонансу, при котором на длине структуры укладывается нечетное число четвертей длин волн;

3. Экспериментально реализованы методы измерения толщины, электропроводности и диэлектрической проницаемости слоев в слоистых структурах металл-полупроводник-диэлектрик по спектрам отражения и прохождения, взаимодействующего с ними электромагнитного излучения.

Практическая значимость полученных результатов заключается в следующем:

1. Реализован метод компьютерного моделирования спектров отражения и прохождения в СВЧ-диапазоне слоистых структур, содержащих тонкие металлические пленки;

2. Разработаны методы измерения параметров слоистых структур на основе металло-полупроводниковых слоев по спектрам отражения и прохождения СВЧ-излучения в широком диапазоне их изменения;

3. Разработана программная и аппаратная реализация методов измерения толщины, электропроводности и диэлектрической проницаемости слоев в слоистых структурах металл-полупроводник-диэлектрик по спектрам отражения и прохождения, взаимодействующего с ними электромагнитного излучения.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. По измеренным частотным зависимостям коэффициента отражения электромагнитного излучения от слоистой структуры диэлектрик-металл-полупроводник и с использованием точного решения задачи о распространении электромагнитной волны в волноведущей системе, полностью заполненной слоистой структурой, при известных параметрах диэлектрика возможно определение толщины нанометрового металлического слоя и электропроводности полупроводниковой подложки;

2. С ростом величины диэлектрической проницаемости диэлектрического слоя в структуре диэлектрик-металл-полупроводник увеличивается диапазон изменения толщины и электропроводности нанометрового металлического слоя, в котором коэффициент отражения электромагнитной волны СВЧ-диапазона не достигает предельного значения, не изменяющегося с увеличением толщины;

3. С ростом толщины металлической пленки в слоистой структуре диэлектрик-металл-полупроводник изменяется тип резонанса при отражении электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, взаимодействующего со слоистой структурой, от полуволнового, при котором на длине структуры укладывается целое число полуволн, к четвертьволновому резонансу, при котором на длине структуры укладывается нечетное число четвертей длин волн;

4. Добротность резонатора, образованного структурой диэлектрик-металлполупроводник, в СВЧ-диапазоне немонотонным образом зависит от толщины и электропроводности нанометрового металлического слоя.

Апробация работы:

Основные результаты диссертационной работы доложены на:

14-ой международной Крымской конференции "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии" (КрыМиКо'2004). Севастополь, 13-17 сентября 2004 г.;

9-ой международной научно технической конференции «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники»,-Дивноморское, Россия, 12-17 сентября 2004; международной научно-технической конференции «Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов», г. Могилев; 20-22 октября 2004 г.; втором Евразийском конгрессе по медицинской физике и инженерии "Медицинская физика - 2005", Москва, 21-24 июня 2005 г;

15-ой Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо'2005). Севастополь, 12-16 сентября, 2005 г;

35th European Microwave Conference (EuMC) Paris, France, from 4 to 6 October 2005r.;

5-ой Международной научно-технической конференции. Электроника и информатика-2005, Зеленоград, 23-25 ноября 2005 г;

36rd European Microwave Conference. Manchester, UK. 10-15th September 2006

16-ой Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо'2006). Севастополь, 11-15 сентября, 2006 г

XVI International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications MIKQN-2006, Poland, Krakow, May 22-24, 2006;

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 работ [3247], в том числе 3 статьи в реферируемых журналах; 13 работ опубликованы в сборниках конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка литературы.

Заключение диссертации по теме "Радиофизика"

Основные результаты и выводы диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Предложены типы многослойных структур, содержащих тонкие манометровые металлические слои и характер их расположения в волноводе, при которых возможно построение теоретической модели, позволяющей строго рассчитывать спектральные зависимости коэффициентов отражения и прохождения СВЧ-излучения.

3. На основе компьютерного моделирования взаимодействия электромагнитного излучения с многослойными структурами, содержащими полупроводниковые, диэлектрические и нанометровые металлические слои, описано возникновение резонансного отражения СВЧ-излучения, характеристики которого существенным образом зависят от толщины манометровых металлических слоев.

4. Показана возможность решения обратной задачи по определению толщины и электропроводности нанометровых металлических пленок и полупроводниковых слоев в многослойных структурах в широком диапазоне их значений по спектрам отражения и прохождения электромагнитного излучения.

5. Теоретически предсказано и экспериментально обнаружено явление изменения типа резонансного отражения от структур диэлектрик-металл-полупроводник, с увеличением толщины металлических слоев в интервале нанометровых значений от полуволнового резонанса, при котором на длине структуры укладывается целое число полуволн, к четвертьволновому резонансу, при котором на длине структуры укладывается нечетное число четвертей длин волн.

6. Показано, что добротность резонатора, образованного структурой диэлектрик-металл-полупроводник, в СВЧ-диапазоне немонотонным образом зависит от толщины и электропроводности нанометрового металлического слоя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Боголюбов, Антон Сергеевич, Саратов

1. Павлов Л. В. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. М.: Высш. шк., 1987. 239 с.

2. Ковтонюк Н. Ф., Концевой Ю. А. Измерения параметров полупроводниковых материалов. М. 1970, 432 с.

3. Блад П., Ортон Дж. В. Методы измерения электрических свойств полупроводников. Зарубежная радиоэлектроника, 1981. ч. I, с. 3-50; ч. 2, № 2, с. 3-49.

4. У санов Д. А. СВЧ-методы измерения параметров полупроводников. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1985. 55 с.

5. Гершензон Е.М., Литвак-Горская Л.Б., Плохова Л. А., Зарубина Т.С. Методы определения параметров полупроводниковых плёнок на СВЧ. В кн.: Полупроводниковые приборы и их применение / Под. ред. Е.А. Федотова, М.: 1970. Вып. 23. С. 3-48.

6. Арапов Ю.Г., Давыдов А.Б. Волноводные методы измерения электрофизических параметров полупроводников на СВЧ // Дефектоскопия. 1978. №11. С. 63-87.

7. Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В. Физика полупроводниковых радиочастотных и оптических автодинов. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2003. 312 с.

8. Усанов Д.А., Скрипаль А.В. Физика работы полупроводниковых приборов в схемах СВЧ. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1999. 376 с.

9. Афсар М. Н., Берч Дж. Р., Кларк Р. Н. Измерение характеристик материалов// ТИИЭР. 1986. Т. 74, № 1. С. 206-220.

10. Ю.Ягудин Г. X. Измерение электрофизических параметров полупроводников с помощью электромагнитных полей СВЧ диапазона. Обзоры по электронной технике. Сер. Полупроводниковые приборы и микроэлектроника. М.: ЦНИИ Электроника, 1968, вып. 21. 68 с.

11. П.Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М.: Энергоатомиздат, 1989. 208 с.

12. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 4. Контроль излучениями: Практ. пособие. Под ред. В.В. Сухорукова. М.: Высш. шк., 1992. 321 с.

13. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х книгах. Кн. 1. Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1986. 352 с.

14. М.Баранов JI. И., Гаманюк В. Б., Усанов Д. А. К вопросу об определении проводимости и диэлектрической проницаемости полупроводников на СВЧ // Радиотехника и электроника. 1972. Т. 17, № 2. С. 426^428.

15. Этуотер. Определение времени жизни носителей в полупроводниках на СВЧ // ТИРИ. 1961. Т.49. №9. С.1671-1672.

16. Бхар. Исследование полупроводников с помощью СВЧ методов // ТИИЭР. 1963. Т.51. №11. С. 1597-1605.

17. Завьялов А. С., Дунаевский Г. Е. Измерения параметров материалов на сверхвысоких частотах. Томск: Изд. Томского ун-та, 1985. 214 с.

18. Чэмплин К.С., Армстронг Д.Б. Выражения в явном виде для проводимости и диэлектрической проницаемости объемных полупроводников в волноводе // ТИРИ. 1962. Т.50, № 2. С.272-273.

19. Нолмс Д.А., Фойхт Д.Л. Измерение проводимости и диэлектрической проницаемости полупроводников на СВЧ //ТИИЭР. 1964. Т.52. № 1. С.107-108.

20. Ганн М.В. Измерение комплексной диэлектрической проницаемости полупроводников СВЧ методом // ТИИЭР. 1964. Т.52. №2. С.194.

21. Григулис Ю.К. Электромагнитный метод анализа слоистых полупроводниковых и металлических структур. Рига.: Зинатне. 1970. 272 с.

22. Конев В.А., Кулешов Е.М., Пунько И.Н. Радиоволновая эллипсометрия. Под ред. И.С.Ковалева. Минск.: Наука и техника. 1985. 104 с.

23. Новые СВЧ методы изучения поверхностной рекомбинации и времени жизни / Джекобе X., Брэнд, Мэйндл и др. // ТИИЭР. 1963. № 4. С.608-620.

24. Стариков В.Д. Методы измерения на СВЧ с применением измерительных линий. М.: Сов.радио. 1972. 144 с.

25. Брандт А.А. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. М.: Физматгиз. 1963. 147 с.

26. Валитов Р.А., Сретенский В.Н. Радиотехнические измерения. М.: Сов.радио. 1963. 102 с.

27. Ахманаев В. Б., Медведев Ю.В., Петров А.С. Резонатор для бесконтактного измерения удельного сопротивления полупроводниковых материалов//Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. 1981. Вып. 4. С.49-51.

28. Прибор для измерения толщины полупроводниковых эпитаксиальных пленок на низкоомных подложках. / Гордиенко Ю.Е., Старостенко В. В., Дудкин Н.А., Шевченко В.Е.//Приборы и техника эксперимента. 1974. №4. С. 196-199.

29. Ягудин Г. X., Шибаев А. А., Пономаренко О. Н. Бесконтактные методы неразрушающего контроля электрофизических параметров полупроводниковых структур. Обзоры по электронной технике. Сер. Полупроводниковые приборы, 1973, вып. 4(104). 52 с.

30. Гроссе П. Свободные электроны в твердых телах. М.: Мир, 1982. 270 с.

31. Чаплыгин Ю.А., Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В.,

32. Семёнов А.А., Абрамов А.В., Голишников А.А. Радиоволновые и оптические измерения толщины и электропроводности металлических пленок на полупроводниковых и диэлектрических подложках // Известия вузов. Электроника. 2005. №1. С. 68-77.

33. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Абрамов А.В., Боголюбов А.С. Резонансное отражение электромагнитного излучения от структур с нанометровыми металлическими слоями // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2006, Том 9, № 3, с. 59-63.

34. Benedict T. S., Shockly W. Microwave Observation of the Collision Frequency of Electrons in Germanium. Phys. Rev., 1953, vol. 89, p. 1152-1153.

35. Gunn M. W., Brown J. Measurement or semiconductor properties in a slotted-waveguide structure. Proc. IEE, 1965, vol. 112, № 3, p. 463-468.

36. Gabriel G. J., Brodwin M. E. The Solution of Guided Waves in Jnhomogeneous Anisotropic Media by Petru bation and Variational Methods. IEEE Trans., 1965, vol. MTT-13, № 5, p. 364-370.

37. Cheikh R. H., Gunn M. W. Wave propagation in a rectangular waveguide innomogemously filled with semiconductors. IEEE Trans. 1968, vol. MTT-16, №2, p. 117-121.

38. Molnar В., Kenedy Т. A. Evaluation of S- and Se-implanted GaAs by contactless mobility measurement// J. Electrochem. Soc. Solid-State Science and Technology. 1978. Vol. 125, № 8. P. 1318-1320.

39. Банников B.C., Качуровский Ю.Г., Петренко И.В. и др. Измерение подвижности носителей заряда методом СВЧ-магнитосопротивления// Электронная промышленность. 1982. №9. С.48-49.

40. Безручко С.М., Подшивалов В.Н., Фисун А.И. Прибор для бесконтактного определения подвижности носителей заряда в полупроводниковых структурах // Электронная промышленность. 1986. №3. С. 66-67.

41. Вениг С.Б., Усанов Д.А., Солоухин Н.Г., Брагин С.М. Влияние высших типов волн на погрешность измерения подвижности методом СВЧ-магнитосопротивления// Электронная техника. Сер. 8. 1990. Вып. 1. С. 64-66.

42. Лабораторные работы по курсу «Измерение параметров полупроводников на СВЧ»/Д. А. Усанов, С. Б. Вениг, В. Б. Феклистов, А. В. Скрипаль// Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1997. 140с.

43. Патент РФ 2262658 МПК G 01 В 7/06. Способ определения толщины диэлектрического покрытия / Викторов В.А. Опубл. 20. 10.2005. Бюл.29.

44. Патент РФ 2069052 МПК G 01 R 29/08, G 01 R 29/12 Способ определения комплексных диэлектрической и магнитной проницаемостей радиопоглощающего материала / Ковалев С.В., Нестеров С.М., Скородумов И.А. Опубл. 27.09.2000. Бюл. 27.

45. Такэтоми К., Кавасаки К. Метод измерения комплексной диэлектрической постоянной с использованием СВЧ-объемного резонатора//Гифу коге кото сэмма гаккай кие. 1970. №3. С. 33-37.

46. В. Terselius and В. Ranby, "Cavity perturbation measurements of the dielectric properties of vulcanizing rubber and polyethylene compounds", J. Microwave Power, 1978, vol. 13, pp. 327-335.

47. A. Parkash, J. K. Vaid, and A. Mansingh, "Measurement of dielectric parameters at microwave frequencies by cavity-perturbation technique", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 1979, vol. MTT-27, pp. 791-795.

48. Матус JI. Г., Босс С. Б., Риддл А. Н. Настройка и согласование резонатора типа ТМ010 с генератором. Приборы для научных исследований, 1983, т. 54, № 12, с. 69-75.

49. К. Н. Hong and J. A. Roberts, "Microwave properties of liquids and solids using a resonant microwave cavity as a probe," J. Appl. Phys., 1974, vol. 45, pp. 2452-2456.

50. S. Li, C. Akyel, and R. G. Bosisio, "Precise calculations and measurements on the complex dielectric constant of lossy materials using TM010 cavity perturbation techniques," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 1.981, vol. MTT-29, pp. 1041-1048.

51. R. J. Cook, "Microwave cavity methods" in High Frequency Dielectric Measurement (Conf. Proc., March 1972), J. Chamberlain and G. W. Chantry, Eds. Guildford, U.K.: IPC Science and Technology Press, 1973, pp. 12-27.

52. E. Ni and U. Stumper, "Permittivity measurements using a frequency tuned microwave TE01 cavity resonator", Proc Inst. Elec. Eng., pt. H, 1985, vol. 132, no. 1, pp. 27-32.

53. Хиппель А. Р. Диэлектрики и их применение. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1959,336 с.

54. D. Т. Llewellyn-Jones et al., "New method of measuring low values of loss in the near millimetre wavelength region using untuned cavities," Proc. Inst. Elec. Eng., 1980, vol. 127, pt. A, no. 8, pp. 535-540, Nov.

55. J. R. Birch and R. N. Clarke, "Dielectric and optical measurements from 30 to 1000 CHz," Radio Electron. Eng., 1982, vol. 52, no. 11/12, pp. 566-584, Nov./Dec.

56. F. Kremer and J. R. Izatt, "Millimetre-wave absorption measurements in low-loss dielectrics using an untuned cavity resonator", Int. J. Infrared and Millimetre Waves, 1981, vol. 2, pp. 675-694.

57. J. R. Izatt and F. Kremer, "Millimetre wave measurement of both parts of the complex index of refraction using an untuned cavity resonator," Appl. Opt., 1981, July, vol. 20, no. 14, pp. 2555-2559.

58. Двинских В.А., Дувинг В. Г., Усанов Д.А. Полупроводниковый генератор для измерения диэлектрической проницаемости материалов на СВЧ // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1978. №8. С. 100-102.

59. Бесконтактные радиоволновые методы измерения электрофизических параметров полупроводниковых материалов / М.В. Детинко, Ю.В. Лисюк, Ю.В. Медведев, А.А. Скрыльников // Изв. вузов. Физика. 1992. Т.35, №9. С. 45-63.

60. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ: в 2-х т. М.:Высш. шк., 1970. Т. 1. 372 с.

61. Диэлектрические резонаторы / М.Е. Ильченко, В.Ф. Взятышев, Л.Г. Гасанов и др.; Под ред. М.Е. Ильченко. М.:Радио и связь, 1989. 328 с.

62. Коробкин В.А., Хижняк Н.А. Волноводно-диэлектрический резонанс диэлектрического образца в прямоугольном волноводе // Изв. вузов. Радиофизика. 1978. Т. 21. №4. С. 558-565.

63. Определение параметров диэлектриков на сверхвысокой частоте с помощью волноводно-диэлектрических резонансов / Коробкин В.А.,

64. Пятак Н.И., Бабарика Л.И. и др.// Приборы и техника эксперимента. 1976. № 3. С. 169-171.

65. Усанов Д.А., Писарев В.В., Вагарин А.Ю. Использование автодинных преобразователей частоты на диодах. Ганна для бесконтактных измерений параметров диэлектриков на СВЧ // Дефектоскопия. 1985. № 5. 0.82-85.

66. Бородовский П.А., Булдыгин А.Ф., Уткин К.К. Расчет и экспериментальное исследование автодинного преобразователя частоты на диоде Ганна // Изв. Вузов MB и ССО СССР. Радиоэлектроника. 1977. Т. 20, № 10. С. 64-70.

67. Булахова JI.B., Кукушкин В.В., Соляков В. Н. О частотных свойствах смесителей на диоде Ганна в миллиметровом диапазоне // Радиотехника. 1981. Т. 26. №3. С. 666-667.

68. Усанов Д.А., Писарев В.В. Особенности работы генератора на МЭП-диоде в автодином режиме при близких частотах генерации и сигнала // Изв. вузов. MB и ССО СССР. Радиоэлектроника. 1981. Т. 24. № 10. С. 81-82.

69. Бородовский П.А., Булдыгин А.Ф., Уткин К.К. Автодинный смеситель на диоде Ганна // Изв. вузов. MB и ССО СССР. Радиоэлектроника. 1974. Т. 17. № 12. С. 82-84.

70. Яцуненко А.Г., Соколовский И.И. Усилитель-преобразователь на диоде с переносом электронов // Радиотехника. 1980. Т. 35. № 6. С. 40-42.

71. Роман О.А., Трепанов В.К. Экспериментальное исследование преобразователей частоты на диодах с переносом электронов // Изв. вузов MB и ССО СССР. 1980. Т. 23. № ю. С. 80-82.

72. Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Детектирование МЭП-диодами, работающими в активном режиме// Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1980. Вып. 10. С. 62-63.

73. Эффект автодинного детектирования в генераторе на диоде Ганна с низкочастотным колебательным контуром в цепи питания / Д. А. Усанов, А. В. Скрипаль, А. А. Авдеев, А. В. Бабаян // Радиотехника и электроника. 1996. Т. 41, №12. С. 1497-1500.

74. Усанов Д. А., Безменов А. А., Орлов В.Б. Детекторный эффект в усилителях на лавинно-пролетных диодах // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1980. Т. 23, №10. С. 63-64.

75. Детекторный эффект в СВЧ-усилителях на транзисторах/Д. А. Усанов, А. А. Безменов, А. Ю. Вагарин, В. М. Логинов // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1981. Вып. 9. С. 60-61.

76. Детекторный эффект в СВЧ-усилителях на полевых транзисторах/ Д. А. Усанов, А.А. Безменов, А.Ю. Вагарин, В. М. Логинов // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1984. Вып. 1. С. 32-33.1.l

77. Усанов Д.А., Безменов А.А. Детектирование СВЧ-полевыми транзисторами, работающими в активном режиме // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1986. Вып. 2. С. 19-21.

78. Использование эффекта автодинного детектирования в полупроводниковых СВЧ-генераторах для создания устройств радиоволнового контроля/Д. А. Усанов, В. Д. Тупикин, А. В. Скрипаль, Б. Н. Коротин // Дефектоскопия. 1995. №5. С. 16-20.

79. Усанов Д. А., Безменов А. А., Коротин Б. Н. Устройство для измерения толщины диэлектрических пленок, напыляемых на металл// Приборы и техника эксперимента. 1986. №4. С. 227-228.

80. Пат. 2094811 RU, МКИ G01 R 27/26. Устройство на диоде Ганна для измерения параметров диэлектрических материа-лов/Д. А.,. Усанов, А. В. Скрипаль, Б. Н. Коротин, А. А. Авдеев № 95115788/09. Заявл. 07.09.95; Опубл. 27.10.97; Бюл. №30.

81. Пат. 2096Т91 RU, МКИ G01 R 27/26. Устройство для измерения параметров диэлектрических материалов/Д. А. Усанов, А. В. Скрипаль, Б. Н. Коротин, А. А. Авдеев № 95115711/09. Заявл. 07.09.95; Опубл. 20.11.97; Бюл. №32.

82. А.с. 1161898 СССР, МКИ G01 R 27/26. Устройство для измерения параметров диэлектрических материалов/Д. А. Усанов, А. Ю. Вагарин, Б. Н. Коротин. №3584535/25; Заявл. 22.04.83; Опубл. 15.06.85; Бюл. №22.

83. Усанов Д. А., Посадский В. Н., Буренин П. В. и др. Детекторный эффект в усилителях на диодах с переносом электронов // Радиотехника и электроника. 1977. Т. 22, №5. С. 1085-1086.

84. Усанов Д. А., Вагарин А. Ю., Безменов А. А. Об использовании детекторного эффекта в генераторах на лавинно-пролетных диодах для измерения диэлектрической проницаемости материалов // Дефектоскопия. 1981. № 11. С. 106-107.

85. Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Эффект автодинного. детектирования в генераторах на диодах Ганна и его использование для контроля параметров материалов // 42-я Всесоюз. науч. сессия, посвященная Дню радио: Тез.докл. М.: Радио и связь, 1987. Ч. 2. С. 31.

86. Усанов Д.А., Вагарин А.Ю., Вениг С.Б. Использование детекторного эффекта в СВЧ генераторе на диоде Ганна для измерения параметров диэлектриков // Дефектоскопия. 1985. №6. С.78-82.

87. Усанов Д. А., Коротин Б. Н. Устройство для измерения толщины металлических пленок, нанесенных на диэлектрическую основу // ПТЭ. 1985. № 1.С. 254.

88. Усанов Д. А., Коротин Б. Н., Орлов В. Е. Использование эффекта автодинного детектирования в СВЧ-генераторах на туннельном диоде для определения параметров диэлектриков // Дефектоскопия. 1987. № 9. С. 83-84.

89. Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Эффект автодинного детектирования в генераторах на диодах Ганна и его использование для контроля толщины и диэлектрической проницаемости материалов // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1987. Т. 30, №10. С. 76-77.

90. Усанов Д. А., Скрипаль Ал. В., Коротин Б. Н., Скрипаль Ан. В. СВЧ-толщиномер // Состояние и тенденции развития метрики полупроводниковых и диэлектрических структур: Тез.докл.науч.-тех.совещания. М.: ЦНИИ "Электроника", 1986. Сер.8. Вып.2 (232). С. 43.

91. А.с. 1264109, МКИ G01 R 27/26. Устройство для измерения параметров диэлектрических материалов/Д.А.Усанов, А.В.Скрипаль, Б.Н.Коротин и др., Опубл. 15.10.86. Бюл.№ 38.

92. А. с. 1448821 СССР, МКИ G01 В 15/02./Д. А. Усанов, В. Д. Тупикин, А.В. Скрипаль, Ан.В. Скрипаль (СССР). №4102803/24-28; Заявл. 05.08.86.

93. А. с. 1831121А1 RU, МКИ G01 Е 27/26./Д.А. Усанов, В.В. Писарев, А.А. Авдеев, А.В. Скрипаль и др. № 4497352/ 09; Заявл. 20.10.88.

94. Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Коротин Б. Н. и др. Информационно-измерительный комплекс для контроля параметров покрытий // Информ. листок о науч.-техн. достижении/Сарат. ЦНТИ. Саратов, 1988.

95. Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Семенов А. А. и др. Информационно-измерительный комплекс для контроля параметров покрытий // Аннотация экспонатов «Ученые Поволжья — народному хозяйству». Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1989. С. 80.

96. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Абрамов А.В., Поздняков В.А. СВЧ-метод измерения подвижности свободных носителей заряда в полупроводниковых структурах // Известия вузов. Электроника. 2004. №2. С. 76-84.

97. Усанов Д.А., Скрипаль A.B., Ульянов Д.В. Влияние магнитного поля на работу полупроводниковых синхронизированных СВЧ-генераторов в режиме гашения мощности // Изв. вузов. Электроника. 2000. №6. С. 49-54.

98. Усанов Д.А., Скрипаль A.B., Абрамов A.B. Оптическое управление полупроводниковыми синхронизированными СВЧ-генераторами, работающими в схеме вычитания сигналов // Известия вузов. Электроника. 2002. №5. С. 31-39.

99. Бреховских JI.M. Волны в слоистых средах. Москва: Изд-во Наука, 1973, 342 с.

100. Метфессель С. Тонкие пленки, их изготовление и измерение. M.-JL: Госэнергоиздат, 1963. 272 с.

101. Абелес Ф. Оптические свойства металлических пленок // Физика тонких пленок. Современное состояние исследований и техническиеприменения. Том 6. Под ред. М.Х. Франкомба и Р.У. Гофмана. М.: Мир, 1973.392 с.

102. Антонец И.В., Котов J1.H., Некипелов С.В., Карпушов Е.Н. Проводящие и отражающие свойства тонких металлических пленок // ЖТФ. 2004. Т. 74, вып.11. С. 102-106

103. Ларсон Д.К. Размерные эффекты в электропроводности тонких металлических пленок и проволок // Физика тонких пленок. Современное состояние исследований и технические применения. Том 6. Под ред. М.Х. Франкомба и Р.У. Гофмана. М.: Мир, 1973. 392 с.

104. Д.А. Усанов, А.Ю. Вагарин, В.Б. Феклистов. Использование полупроводниковых образцов повышенной толщины в невзаимных СВЧ-устройствах. Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1976. Вып. 1. С. 85-87.

105. Микаэлян А.Л. Теория и применение ферритов на сверхвысоких частотах. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. 663 с.

106. А.с. 1319118, МКИ Н01Р 1/22. Микрополосковый аттенюатор/ Б.П. Безручко, Д.А. Усанов, Г.А. Филиппов. 3829828/24-09. Заявлено 20.12.1984. Опубл. 23.06.1987. Бюл. № 23.

107. Патент на изобретение РФ №2233430. Способ видеоизмерения толщины пленки / Усанов Д.А., Скрипаль Ан.В., Скрипаль Ал.В., Абрамов А.В., Сергеев А.А., Абрамов А.Н., Коржукова Т.В. Опубл. 27.07.2004. Бюл. №21.

108. Хелзайн Дж. Пассивные и активные цепи СВЧ / Пер. с англ. под ред. А.С. Галина. М.: Радио и связь, 1981. 200 с.

109. Chattopadhyay Т.Р. An injection-locked hybrid microwave discriminator // Proc. IEEE 1986. Vol.74, №5. P.746-748.

110. Мандельштам Л.И. Полное собрание трудов. АН СССР-М.: Изд-во АН СССР в ЛГР. 1947. Т.2. 396 с.