Способ получения структур арсенида галлия для интегральных схем на основе полевых транзисторов шоттки

 

Изобретение может быть использовано для получения многослойных гетероструктур на основе арсенида галлия, используемых при создании СВЧ-приборов. Сущность способа заключается в том, что буферный слой на подложке арсенида галлия формируют путем трех-четырехкратного последовательного наращивания нелегированных областей, каждая из которых состоит из двух подслоев с концентрацией глубоких уровней E12n1= 1012-2 и n2= 1014. 1 табл.

Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов путем газофазной эпитаксии и может быть использовано для получения многослойных гетероструктур на основе арсенида галлия, используемых при создании СВЧ-приборов. Цель изобретения - улучшение электрофизических параметров структур путем подавления диффузии примеси из подложки и уменьшения неоднородности распределения дислокаций в плоскости подложки. Буферный слой создается для снижения и выравнивания плотности дислокаций, существующих в стандартных полуизолирующих подложках нелегированного GаAs от центра к периферии в пределах 3105 см-2 до 5103 см-2 и концентрации глубоких центров. В высокоомном буферном слое создаются потециальные барьеры, являющиеся геттерами электрически активных дефектов и примесей, диффундирующих из подложки в активные слои, что оказывает влияние на вольт-амперные характеристики создаваемых приборов. Таким образом, потенциальные барьеры буферного слоя получаются не за счет создания чередующихся пар уровней с различной концентрацией носителей заряда, достигаемых легированием, а за счет создания потенциальных барьеров подслоев путем изменения стехиометрии нелегированного GаАs. Подслои нелегированного GаАs получают в эпитаксиальном реакторе проточного типа за счет попеременного изменения соотношения компонентов Аs4 и АsСl3 в газовой смеси. Способ получения структур осуществляют следующим образом. Последовательно выращивают в едином технологическом цикле на полуизолирующей подложке арсенида галлия высокоомный буферный слой путем 3-х и 4-х кратного последовательного наращивания нелегированных областей, каждая из которых состоит из двух подслоев с концентрацией глубокого уровня Е12 n1=1012 см-2 и n2= 1014 см-2 и толщиной до 0,14 мкм, активный слой n-типа проводимости и контактный слой n-типа проводимости. Скорости потоков Аs4 в водороде изменяются от 0 до 250 см3/мин и АsСl3 в водороде от 50 до 300 см3/мин. Пример реализации. Проводят получение структур с заданным неоднородным профилем по стехиометрии, содержащим чередующиеся пары концентрации уровней Е12n1=1012 см-2 и n2=1014 см-2 ш. Суммарная заданная толщина буферного слоя равна 1 мкм, толщина каждой области (подслоя) порядка 0,14 мкм. В эпитаксиальную установку С2877 подают водород, включают печь и выводят ее в рабочий температурный режим (температура источника 780оС, зоны роста 690оС). Через шлюзовое устройство на пьедестале устанавливают подложку GаАs марки АГПЧ-1-12-18 (100), затем пьедестал помещают в зону роста. По достижении подложками температуры 690оС с помощью программы производят пуск ростовой (Н2+АsСl3) и регулирующей (Н2+Аs4) парогазовой смеси и проводят наращивание эпитаксиальных структур, управляя концентрацией глубоких уровней Е12. Для получения в подслое концентрации глубоких уровней, равной 1012 скорость потока (Н2+АsСl3) составляет 250-350 см3/мин (регулирующий канал закрыт), для получения второго подслоя концентрации глубоких уровней Е12 1014-50-100 см3/мин (регулирующий канал пропускает смесь Н2+Аs4) - 200 см3/мин. Такие технологические операции повторяются 3-4 раза. После осаждения буферного слоя создается активный слой n-типа и контактный слой n-типа. Для этого в реактор дополнительно подается легирующий компонент Н2S для получения активного слоя толщиной 0,25-0,3 мкм и n=51016 см-3. Далее осаждают контактный слой. По окончании роста производится продувка реактора водородом и разгрузка. В таблице приведены технологические параметры процесса для пяти экспериментов при крайних и средних значениях потоков и электрофизические параметры получаемых при этом значениях структур. Очевидно, что наилучшие результаты достигнуты при скоростях по изобретению. Измерения концентрации глубоких уровней производились на установке DLТS, каждый раз изменяя режим роста 11 подслоя высокоомного буферного слоя. Технологии активного и контактного слоя оставались неизменными. Были изготовлены тест-образцы, коэффициенты шума которых были определены измерителем характеристик шума Х5-37. Измерения коэффициента шума производились при частоте 10,6 ГГц. Предполагается повышение стабильности характеристик приборов, а также воспроизводимости и параметров на 8-10%.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУР АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ ДЛЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ НА ОСНОВЕ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ ШОТТКИ, включающий последовательно выращивание в едином технологическом цикле на полуизолирующей подложке арсенида галлия с ориентацией (100) высокоомного буферного слоя методом газофазного осаждения из смеси, содержащей трихлорид мышьяка с водородом, с использованием источника галлия, активного слоя n-типа проводимости и контактного слоя n+-типа проводимости, отличающийся тем, что, с целью улучшения электрофизических параметров структур путем подавления диффузии примеси из подложки и уменьшения неоднородности распределения дисклокаций в плоскости подложки, выращивание высокоомного буферного слоя проводят путем трех - четырехкратного последовательного наращивания нелегированных областей при температуре осаждения 690 10oС, каждая из которых состоит из двух подслоев, нижний из которых выращивают при потоке трихлорида машьяка с водородом 250 - 350 см3/мин при температуре источника галлия 780 5oС, а верхний подслой выращивают с использованием дополнительного потока газообразного мышьяка и водорода величиной 50 - 100 см3/мин при той же температуре источника галлия, при этом каждый подслой выращивают толщиной не более 0,14 мкм.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к технологии изготовления тонкопленочных конденсаторов

Изобретение относится к области электронной техники

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении полевых транзисторов

Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к технологии изготовления полупроводниковых приборов и ИС
Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к технологии изготовления лавино-пролетных диодов

Изобретение относится к электронной полупроводниковой технике, а именно к технологии изготовления высоковольтных кремниевых приборов и способам защиты p-n-переходов от влияния внешних зарядов

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в полупроводниковых датчиках и модульных устройствах вычислительных машин

Изобретение относится к области силовой полупроводниковой техники и может быть использовано при изготовлении тиристоров

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении микроактюаторов, микрофонов, полевых транзисторов, электретных элементов и др

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении приборов на основе арсенида галлия

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении приборов на основе арсенида галлия

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при изготовлении миниатюрных полупроводниковых магнитодиодов для измерительных устройств, основанных на применении гальвано-магнитных принципов преобразования информации

Изобретение относится к области неорганической химии, конкретно к легированным марганцем тройным арсенидам кремния и цинка, расположенным на монокристаллической подложке кремния, которые могут найти применение в устройствах спинтроники, для инжекции электронов с определенным спиновым состоянием

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для изготовления датчиков скорости потока газа и жидкости в аэродинамике, химии, биологии и медицине

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для изготовления многоэлементных ИК-фотоприемников
Изобретение относится к области микро- и наноэлектроники и может быть использовано для разработки новых более совершенных наноприборов, таких как фотодетекторы, сенсоры, полевые транзисторы, светодиоды и т.д

Изобретение относится к технологии изготовления биполярных планарных транзисторов с полным диффузионным эмиттером

Способ получения структур арсенида галлия для интегральных схем на основе полевых транзисторов шоттки

Наверх