Получение арсенид-галлиевых структур силовых биполярных и полевых транзисторов методом газофазной эпитаксии
Исследована технология получения изотермическим низкотемпературным методом хлоридной эпитаксии совершенных структур GaAs, легированного Sn и Bi. На основе таких структур созданы силовые биполярные и полевые транзисторы с улучшенными характеристиками....
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Datum: | 2010 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2010
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51906 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Получение арсенид-галлиевых структур силовых биполярных и полевых транзисторов методом газофазной эпитаксии / В.А. Воронин, С.К. Губа, И.В. Курило // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 2. — С. 31-35. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-51906 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Воронин, В.А. Губа, С.К. Курило, И.В. 2013-12-15T22:25:13Z 2013-12-15T22:25:13Z 2010 Получение арсенид-галлиевых структур силовых биполярных и полевых транзисторов методом газофазной эпитаксии / В.А. Воронин, С.К. Губа, И.В. Курило // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 2. — С. 31-35. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51906 Исследована технология получения изотермическим низкотемпературным методом хлоридной эпитаксии совершенных структур GaAs, легированного Sn и Bi. На основе таких структур созданы силовые биполярные и полевые транзисторы с улучшенными характеристиками. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Сенсоэлектроника Получение арсенид-галлиевых структур силовых биполярных и полевых транзисторов методом газофазной эпитаксии Отримання арсенід-галієвих структур силових біполярних і польових транзисторів методом газофазної епітаксії Producing of pover GaAs structures of bipolar and field-effect transistor by CVD-method Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Получение арсенид-галлиевых структур силовых биполярных и полевых транзисторов методом газофазной эпитаксии |
| spellingShingle |
Получение арсенид-галлиевых структур силовых биполярных и полевых транзисторов методом газофазной эпитаксии Воронин, В.А. Губа, С.К. Курило, И.В. Сенсоэлектроника |
| title_short |
Получение арсенид-галлиевых структур силовых биполярных и полевых транзисторов методом газофазной эпитаксии |
| title_full |
Получение арсенид-галлиевых структур силовых биполярных и полевых транзисторов методом газофазной эпитаксии |
| title_fullStr |
Получение арсенид-галлиевых структур силовых биполярных и полевых транзисторов методом газофазной эпитаксии |
| title_full_unstemmed |
Получение арсенид-галлиевых структур силовых биполярных и полевых транзисторов методом газофазной эпитаксии |
| title_sort |
получение арсенид-галлиевых структур силовых биполярных и полевых транзисторов методом газофазной эпитаксии |
| author |
Воронин, В.А. Губа, С.К. Курило, И.В. |
| author_facet |
Воронин, В.А. Губа, С.К. Курило, И.В. |
| topic |
Сенсоэлектроника |
| topic_facet |
Сенсоэлектроника |
| publishDate |
2010 |
| language |
Russian |
| container_title |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Отримання арсенід-галієвих структур силових біполярних і польових транзисторів методом газофазної епітаксії Producing of pover GaAs structures of bipolar and field-effect transistor by CVD-method |
| description |
Исследована технология получения изотермическим низкотемпературным методом хлоридной эпитаксии совершенных структур GaAs, легированного Sn и Bi. На основе таких структур созданы силовые биполярные и полевые транзисторы с улучшенными характеристиками.
|
| issn |
2225-5818 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51906 |
| citation_txt |
Получение арсенид-галлиевых структур силовых биполярных и полевых транзисторов методом газофазной эпитаксии / В.А. Воронин, С.К. Губа, И.В. Курило // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 2. — С. 31-35. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT voroninva polučeniearsenidgallievyhstruktursilovyhbipolârnyhipolevyhtranzistorovmetodomgazofaznoiépitaksii AT gubask polučeniearsenidgallievyhstruktursilovyhbipolârnyhipolevyhtranzistorovmetodomgazofaznoiépitaksii AT kuriloiv polučeniearsenidgallievyhstruktursilovyhbipolârnyhipolevyhtranzistorovmetodomgazofaznoiépitaksii AT voroninva otrimannâarsenídgalíêvihstruktursilovihbípolârnihípolʹovihtranzistorívmetodomgazofaznoíepítaksíí AT gubask otrimannâarsenídgalíêvihstruktursilovihbípolârnihípolʹovihtranzistorívmetodomgazofaznoíepítaksíí AT kuriloiv otrimannâarsenídgalíêvihstruktursilovihbípolârnihípolʹovihtranzistorívmetodomgazofaznoíepítaksíí AT voroninva producingofpovergaasstructuresofbipolarandfieldeffecttransistorbycvdmethod AT gubask producingofpovergaasstructuresofbipolarandfieldeffecttransistorbycvdmethod AT kuriloiv producingofpovergaasstructuresofbipolarandfieldeffecttransistorbycvdmethod |
| first_indexed |
2025-11-27T05:23:35Z |
| last_indexed |
2025-11-27T05:23:35Z |
| _version_ |
1850801568133152768 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 2
31
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
19.05 2009 ã. � 02.02 2010 ã.
Îïïîíåíò ê. ò. í. Â. È. ÁÎÑÛÉ
(ÍÏÏ «Ñàòóðí», ã. Êèåâ)
Ä. ò. í. Â. À. ÂÎÐÎÍÈÍ, ê. ò. í. Ñ. Ê. ÃÓÁÀ,
ä. ô.-ì. í. È. Â. ÊÓÐÈËÎ
Óêðàèíà, ã. Ëüâîâ, ÍÓ «Ëüâîâñêàÿ ïîëèòåõíèêà»
Å-mail: gubask@polynet.lviv.ua, kuryloiv@yahoo.com
ÏÎËÓ×ÅÍÈÅ ÀÐÑÅÍÈÄ-ÃÀËËÈÅÂÛÕ ÑÒÐÓÊÒÓÐ
ÑÈËÎÂÛÕ ÁÈÏÎËßÐÍÛÕ È ÏÎËÅÂÛÕ ÒÐÀÍÇÈÑÒÎÐÎÂ
ÌÅÒÎÄÎÌ ÃÀÇÎÔÀÇÍÎÉ ÝÏÈÒÀÊÑÈÈ
Èññëåäîâàíà òåõíîëîãèÿ ïîëó÷åíèÿ èçî-
òåðìè÷åñêèì íèçêîòåìïåðàòóðíûì
ìåòîäîì õëîðèäíîé ýïèòàêñèè ñîâåð-
øåííûõ ñòðóêòóð GaAs, ëåãèðîâàííîãî
Sn è Bi. Íà îñíîâå òàêèõ ñòðóêòóð ñî-
çäàíû ñèëîâûå áèïîëÿðíûå è ïîëåâûå
òðàíçèñòîðû ñ óëó÷øåííûìè õàðàêòå-
ðèñòèêàìè.
Ïðîãðåññ â ðàçâèòèè ñèëîâûõ è ÑÂ× ïîëóïðîâîä-
íèêîâûõ ïðèáîðîâ, â òîì ÷èñëå ñèëîâûõ áèïîëÿð-
íûõ òðàíçèñòîðîâ (ÑÁÒ), ïîëåâûõ òðàíçèñòîðîâ ñ
áàðüåðîì Øîòòêè (ÏÒØ) è öèôðîâûõ áîëüøèõ èí-
òåãðàëüíèõ ñõåì (ÁÈÑ) íà áàçå ýòèõ ïðèáîðîâ, ñâÿ-
çàí ñ èñïîëüçîâàíèåì àðñåíèäà ãàëëèÿ [1]. Äëÿ ïðàê-
òè÷åñêîé ðåàëèçàöèè ïðåèìóùåñòâ ýòîãî ìàòåðèàëà
íåîáõîäèìî ðåøèòü êîìïëåêñ çàäà÷ ïî îïòèìèçàöèè
êîíñòðóêòèâíûõ îñîáåííîñòåé ïðèáîðîâ ñ ó÷åòîì òåõ-
íîëîãè÷åñêèõ ñðåäñòâ èõ èçãîòîâëåíèÿ, êîòîðûå ñó-
ùåñòâåííî îòëè÷àþòñÿ îò ñðåäñòâ äëÿ ïðèáîðîâ íà
áàçå êðåìíèÿ.
Íàèáîëåå óíèâåðñàëüíûì è òåõíîëîãè÷íûì ìåòî-
äîì ïîëó÷åíèÿ GaAs-ñòðóêòóð ÿâëÿåòñÿ ìåòîä ãàçî-
ôàçíîé ýïèòàêñèè (ÃÔÝ) èç ìåòàëëîîðãàíè÷åñêèõ ñî-
åäèíåíèé ýëåìåíòîâ òðåòüåé ãðóïïû ñ ãèäðèäàìè ìû-
øüÿêà è ôîñôîðà. Ïðè ýòîì ìåòîäå ïîëó÷åíèå îäíî-
ðîäíûõ ïî òîëùèíå ñëîåâ è âîçìîæíîñòü êîíòðîëè-
ðîâàòü ñîñòàâ íå âûçûâàåò çàòðóäíåíèé â îòëè÷èå îò
ìåòîäà ÃÔÝ â õëîðèäíûõ èëè õëîðèäíî-ãèäðèäíûõ
ñèñòåìàõ. Îäíàêî ïîñëåäíèé ìåòîä îáåñïå÷èâàåò
âûñîêóþ ñòåïåíü ÷èñòîòû ñëîåâ îò óãëåðîäà, êîòîðàÿ
ñîîòâåòñòâóåò âûñîêèì òðåáîâàíèÿì ê êîíöåíòðàöèè
îñòàòî÷íûõ íåêîíòðîëèðóåìûõ ïðèìåñåé, è ïîýòîìó
ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç ïåðñïåêòèâíûõ äëÿ ñîçäàíèÿ ñòðóê-
òóð ÑÁÒ è ÏÒØ íà îñíîâå àðñåíèäà ãàëëèÿ. Ìåòîä
ÃÔÝ â õëîðèäíîé èëè â õëîðèäíî-ãèäðèäíîé ñèñòå-
ìàõ [2] îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü âûðàùèâàíèÿ ñëî-
åâ íà îñíîâå àðñåíèäà ãàëëèÿ ìèêðîìåòðè÷åñêîé è
ñóáìèêðîìåòðè÷åñêîé òîëùèíû, à òàêæå ñîçäàíèå
âñåé ñòðóêòóðû ÑÁÒ òèïà n+�n�n0�p�n+ è ÏÒØ òèïà
i�n0�n�n+ â åäèíîì òåõíîëîãè÷åñêîì ïðîöåññå.
ÁÈÑ íà îñíîâå ïîëåâûõ òðàíçèñòîðîâ Øîòòêè (èç-
ãîòîâëåííûõ íà áàçå ñòðóêòóðû i�n0�n�n+) è ÑÁÒ
(òèïà n+�n�n0�p�n+) èìåþò íåñòàáèëüíûå ýëåêòðîôè-
çè÷åñêèå ïàðàìåòðû è íèçêóþ èõ âîñïðîèçâîäèìîñòü
ïî ïîâåðõíîñòè ïëàñòèíû.
Ýòà íåñòàáèëüíîñòü ýëåêòðîôèçè÷åñêèõ ïàðàìåò-
ðîâ âîçíèêàåò çà ñ÷åò âçàèìíîé äèôôóçèè ëåãèðóþ-
ùèõ êîìïîíåíòîâ èç n0-áóôåðíîãî ñëîÿ â àêòèâíûé
n-ñëîé, â ðåçóëüòàòå êîòîðîé âáëèçè ãðàíèöû ðàçäåëà
ìåæäó n0- è n-ñëîåì ôîðìèðóþòñÿ äîïîëíèòåëüíûå
ýëåêòðîííûå óðîâíè, ðàñïðîñòðàíÿþùèåñÿ â àêòèâ-
íóþ îáëàñòü. Äèôôóçèÿ ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâåíèþ
êðàòêî- è äîëãîâðåìåííîãî äðåéôà. Ïðè÷èíîé íèç-
êîé âîñïðîèçâîäèìîñòè ïàðàìåòðîâ ïî ïëîùàäè âû-
ðàùåííîãî àêòèâíîãî ýïèòàêñèàëüíîãî ñëîÿ ÿâëÿåòñÿ
íåðàâíîìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå íà ñàìîé ïîäëîæêå
ïëîòíîñòè äèñëîêàöèé ëåãèðóþùèõ è íåêîíòðîëèðó-
åìûõ ïðèìåñåé.
 íàñòîÿùåé ðàáîòå èññëåäîâàëàñü âîçìîæíîñòü
ïîëó÷åíèÿ ñîâåðøåííûõ ñòðóêòóð ÑÁÒ è ÏÒØ íà áàçå
àðñåíèäà ãàëëèÿ äëÿ ÁÈÑ ñ óëó÷øåííûìè ýêñïëóàòà-
öèîííûìè õàðàêòåðèñòèêàìè.
Cèëîâîé áèïîëÿðíûé òðàíçèñòîð
Îáû÷íî òàêèå ïðèáîðû èñïîëüçóþòñÿ ñî ñëàáî-
ëåãèðîâàííûì êîëëåêòîðîì, à ìåòîä ãàçîôàçíîé ýïè-
òàêñèè îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü âûðàùèâàíèÿ ñëîåâ
n-òèïà ñ êîíöåíòðàöèåé ýëåêòðîíîâ 1014�1015 ñì�3,
à òàêæå ñîçäàíèÿ âñåé ñòðóêòóðû òèïà n+�n�n0�p�n+
â åäèíîì òåõíîëîãè÷åñêîì ïðîöåññå (ðèñ. 1).
 òðàíçèñòîðå ñ âûñîêîîìíûì êîëëåêòîðîì æå-
ëàòåëüíî îáåñïå÷èòü óâåëè÷åíèå êîíöåíòðàöèè ïðè-
Au+Ge/Ni Au+Zn/Ni
d, ìêì
2
3
40
15
350
Au+Ge/Ni
GaAs:Sn (3·1018)
GaAs:Zn (2·1017)
GaAs (2·1015)
GaAs:Sn (1017)
GaAs:Sn (2·1018)
n+n+
p+
p
n0
n
n+
Ðèñ. 1. Ñõåìà ñòðóêòóðû òðàíçèñòîðà ñ ñåëåêòèâíî âûðà-
ùåííûì ýìèòòåðîì (â ñêîáêàõ óêàçàíà êîíöåíòðàöèÿ
íîñèòåëåé N â ñëîå â ñì�3)
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 2
32
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
ìåñè p-òèïà â áàçå äî ìàêñèìàëüíî âîçìîæíîãî óðîâ-
íÿ. Ýòî îáóñëîâëåíî, âî-ïåðâûõ, íåîáõîäèìîñòüþ
êîìïåíñèðîâàòü ýôôåêò âûòåñíåíèÿ ýìèòòåðíîãî òîêà
ïðè âûñîêîé åãî ïëîòíîñòè, óìåíüøèòü ðàçìåðû îá-
ëàñòè îáúåìíîãî çàðÿäà, à âî-âòîðûõ, íåîáõîäèìî-
ñòüþ óìåíüøèòü ñîïðîòèâëåíèå ïàññèâíîé ÷àñòè áàçû.
Òàêèå ìåðû ïðåäîòâðàòèëè áû ïðîêîë áàçû è äàëè áû
âîçìîæíîñòü ðåàëèçîâàòü ïðåèìóùåñòâà óìåíüøåíèÿ
ðàçìåðîâ p-îáëàñòè äëÿ ïîâûøåíèÿ áûñòðîäåéñòâèÿ
ïðèáîðîâ è êîýôôèöèåíòà ïåðåäà÷è ýìèòòåðíîãî òîêà.
Îäíàêî êîíöåíòðàöèÿ äûðîê â áàçå äëÿ òðàíçèñòîðîâ
ñ ãîìî-p�n-ïåðåõîäàìè ïðèíöèïèàëüíî îãðàíè÷åíà
óðîâíåì ïîðÿäêà 5·1017 ñì�3, ÷òî îïðåäåëÿåòñÿ ãðà-
íèöåé ëåãèðîâàíèÿ ýìèòòåðà (Ne=5·1018 ��1019 ñì�3).
Âûðàùèâàíèå n+-ïëåíîê áîëüøîé ïëîùàäè ìåòî-
äîì ïàðîôàçíîé ýïèòàêñèè (ÏÔÝ) â õëîðèäíèõ ïðî-
òî÷íûõ ñèñòåìàõ, êîòîðûå îòâå÷àþò îäíîâðåìåííî
óñëîâèÿì ïðåäåëüíîãî ãîìîãåííîãî ëåãèðîâàíèÿ è îä-
íîðîäíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ïðèìåñè íà ïîâåðõíîñòè
ïîäëîæêè, òðåáóåò ðåøåíèÿ ìíîãîïàðàìåòðè÷åñêîé
çàäà÷è îïòèìèçàöèè ïðîöåññà. Ýòî ñâÿçàíî, ãëàâíûì
îáðàçîì, ñ òåì, ÷òî äëÿ äîñòèæåíèÿ êàæäîãî èç ýòèõ
óñëîâèé íóæíî ïðèìåíèòü êîíêóðèðóþùèå òåõíîëî-
ãè÷åñêèå îïåðàöèè. Ïîýòîìó ðåøàëàñü êîìïëåêñíàÿ
çàäà÷à ñîçäàíèÿ âûñîêîâîëüòíûõ áèïîëÿðíûõ òðàí-
çèñòîðîâ áîëüøîé ïëîùàäè ñ óëó÷øåííûìè ýêñïëó-
àòàöèîííûìè õàðàêòåðèñòèêàìè. Áûëî èññëåäîâàíî
ðàñïðåäåëåíèå êîíöåíòðàöèè íîñèòåëåé Ne(x) âäîëü
ïîäëîæêè â çàâèñèìîñòè îò îáùåé ïëîùàäè S ïîä-
ëîæåê GaAs ïðè ëåãèðîâàíèè îëîâîì äî óðîâíÿ
Ne=(3�4)·1018 ñì�3.
Ñòðóêòóðó òèïà GaAs:Sn�GaAs:Zn ïîëó÷àëè ìåòî-
äîì ÏÔÝ â õëîðèäíîé ñèñòåìå GaAs�AsCl3�H2 â ãî-
ðèçîíòàëüíîì ïðÿìîòî÷íîì ìíîãîêàíàëüíîì ðåàêòî-
ðå [3]. Èñïîëüçîâàëèñü ïîäëîæêè òèïà ÀÃ×ÏÊ-4-62,
îðèåíòèðîâàííûå â íàïðàâëåíèè [110] ñ îòêëîíåíèåì
íà 3° îò ïëîñêîñòè (100). Èçâåñòíî, ÷òî ìàêñèìàëü-
íàÿ îäíîðîäíîñòü ñëîåâ ïî òîëùèíå è óðîâíþ ëåãè-
ðîâàíèÿ â õëîðèäíîì ìåòîäå ÏÔÝ äîñòèãàåòñÿ ïðè
ðåàëèçàöèè òàêèõ ðåæèìîâ ðîñòà, êîãäà ñêîðîñòü êðè-
ñòàëëèçàöèè îñíîâíîãî ñîåäèíåíèÿ è ñêîðîñòü âõîæ-
äåíèÿ ïðèìåñè îãðàíè÷èâàþòñÿ êèíåòèêîé ñîîòâåò-
ñòâóþùèõ ïðîöåññîâ íà ïîâåðõíîñòè ïîäëîæêè GaAs.
Òàêèå ðåæèìû ïðè àòìîñôåðíîì äàâëåíèè õàðàêòå-
ðèçóþòñÿ âûñîêèì ïàðöèàëüíûì äàâëåíèåì îñíîâ-
íûõ è ëåãèðóþùèõ êîìïîíåíòîâ è îòíîñèòåëüíî íèç-
êîé òåìïåðàòóðîé ïîäëîæêè (690��710°Ñ) [4]. Èçâå-
ñòíî, ÷òî ýôôåêòèâíûå êîíñòàíòû ðàñïðåäåëåíèÿ ëå-
ãèðóþùèõ ïðèìåñåé â GaAs îáû÷íî ÿâëÿþòñÿ ôóíê-
öèÿìè êîíöåíòðàöèè îñíîâíûõ êîìïîíåíòîâ â ãàçî-
âîé ôàçå (GaCl, As4, HCl) è óìåíüøàþòñÿ ñ ðîñòîì
ýòèõ êîíöåíòðàöèé ïðè ñíèæåíèè òåìïåðàòóðû âûðà-
ùèâàíèÿ [5].
Êîìïåíñèðîâàòü ýòó çàâèñèìîñòü óâåëè÷åíèåì
ïàðöèàëüíîãî äàâëåíèÿ ìîëåêóë ïðèìåñåé â áîëüøèí-
ñòâå ñëó÷àåâ íåâîçìîæíî, ïîñêîëüêó, âî-ïåðâûõ,
ïðîöåññ âõîæäåíèÿ ïðèìåñåé Sn è Zn â êðèñòàëëè-
÷åñêóþ ðåøåòêó ëèáî ïðîòåêàåò ñ íåêîòîðûìè äèô-
ôóçèîííûìè îãðàíè÷åíèÿìè ìàññîïåðåíîñà [5], ëèáî
îãðàíè÷åí íèçêîé ðàñòâîðèìîñòüþ â òâåðäîé ôàçå.
Èç ýòîãî ñëåäóþò èëè ïðîñòðàíñòâåííàÿ íåîäíîðîä-
íîñòü Ne, èëè íåäîñòàòî÷íûé óðîâåíü ëåãèðîâàíèÿ
ýìèòòåðà. Âî-âòîðûõ, âûñîêàÿ êîíöåíòðàöèÿ ïðèìå-
ñåé â àòìîñôåðå ðåàêòîðà îòðèöàòåëüíî âëèÿåò íà ôî-
íîâûå êîíöåíòðàöèè íîñèòåëåé çàðÿäà â ñëàáîëåãè-
ðîâàííîì êîëëåêòîðå è ìîæåò ïðèâåñòè ê ëîêàëüíî-
ìó ôîðìèðîâàíèþ ïåðåñûùåííîãî òâåðäîãî ðàñòâî-
ðà â n+-ñëîå è ê åãî ðàñïàäó ñ îáðàçîâàíèåì íîâîé
ôàçû â ìàòðèöå GaAs.
 êà÷åñòâå ëåãèðóþùåé ïðèìåñè n-òèïà â ýìèòòå-
ðàõ òðàíçèñòîðîâ íà îñíîâå GaAs èñïîëüçóþò Sn. Ýòîò
ýëåìåíò ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü êîíöåíòðàöèþ ñâîáîäíûõ
ýëåêòðîíîâ íà óðîâíå 5·1018 ñì�3 â n+-ñëîÿõ äîñòà-
òî÷íî ñîâåðøåííîé ñòðóêòóðû GaAs, âûðàùåííîé ìå-
òîäîì ÏÔÝ â õëîðèäíîé ñèñòåìå. Òàêîå ëåãèðîâàíèå
ñïîñîáñòâóåò óâåëè÷åíèþ ñêîðîñòè ðîñòà ñòðóêòóðû.
Âûñîêóþ êîíöåíòðàöèþ ýëåêòðîíîâ ìîæíî ïîëó÷èòü
ïðè òåìïåðàòóðå ïîäëîæêè âûøå 720°Ñ, êîãäà ïðî-
öåññ ýïèòàêñèè â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè ëèìèòèðóåòñÿ
äèôôóçèåé êîìïîíåíòîâ â ïàðîâîé ôàçå. Òàêèì îá-
ðàçîì, òåõíîëîãè÷åñêèé ðåæèì îãðàíè÷åí ðÿäîì âíåø-
íèõ ïàðàìåòðîâ. ×òîáû ïîëó÷èòü îäíîðîäíóþ ïî
êîîðäèíàòå x ñêîðîñòü ðîñòà ñòðóêòóðû V(x), äëÿ âû-
áðàííûõ çíà÷åíèé êîíöåíòðàöèè îñíîâíûõ êîìïîíåí-
òîâ â ñèñòåìå, òåìïåðàòóðû ðîñòà, ãåîìåòðèè ðåàêòî-
ðà è ïëîùàäè èñïîëüçóåìûõ ïîäëîæåê S íåîáõîäèìî
çàäàòü èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû âäîëü ïîäëîæêè Ò(x).
Îñü õ áåðåò ñâîå íà÷àëî ó òîðöà ïåðâîé ïîäëîæêè (íà-
÷àëî çîíû ðîñòà) è íàïðàâëåíà âäîëü ïðÿìîòî÷íîãî
ãîðèçîíòàëüíîãî ðåàêòîðà ïî õîäó ãàçîâîãî ïîòîêà.
Íà ðèñ. 2 ïîêàçàí õàðàêòåð ðàñïðåäåëåíèÿ ýëåêò-
ðîíîâ âäîëü ïîäëîæêè â ñëîÿõ àðñåíèäà ãàëëèÿ, ëå-
ãèðîâàííîãî îëîâîì, ïðè ðàçëè÷íîé ýôôåêòèâíîé
(ïîêðûòîé âûðàùåííûì ñëîåì) ïëîùàäè ïîäëîæêè.
Àáñîëþòíóþ âåëè÷èíó ïàðöèàëüíîãî äàâëåíèÿ
òðèõëîðèäà ìûøüÿêà, êîòîðûé ïîäàåòñÿ â îáëàñòü
èñòî÷íèêà îëîâà (10�1 ìì ðò. ñò.), âûáèðàëè òàêîé,
÷òîáû êîíöåíòðàöèÿ ýëåêòðîíîâ â n+-ñëîå (ñì. ðèñ. 1)
â íà÷àëå çîíû ðîñòà ñîñòàâëÿëà (3�4)·1018 ñì�3
(ðèñ. 2). Âûñîêèå çíà÷åíèÿ îòíîñèòåëüíîé íåîäíîðîä-
íîñòè ëåãèðîâàíèÿ ∆Ne/Ne âûçûâàþòñÿ ñëåäóþùèìè
ïðè÷èíàìè.
Ðîñò ñòðóêòóðû GaAs ïðîèñõîäèò â äèôôóçèîí-
íî-êèíåòè÷åñêîé îáëàñòè ðåæèìà, â òî æå âðåìÿ ïðî-
Ne, 1018 ñì�3
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0 2,5 5,0 7,5 õ, ñì
Sýô=10%
Sýô=50%
Sýô=100%
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ êîíöåíòðàöèè ýëåêò-
ðîíîâ â ïëåíêå GaAs âäîëü ïîäëîæêè ïðè ðàçëè÷íîé
ýôôåêòèâíîé ïëîùàäè ïîäëîæêè
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 2
33
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
öåññ ëåãèðîâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ ïðàêòè÷åñêè ðàâíîâåñíûì
(ò. å. ïðîõîäèò íàìíîãî áûñòðåå) [5]. Óìåíüøåíèå
àêòèâíîñòè ëåãèðóþùåé ïðèìåñè (îëîâà) ïðèâîäèò ê
áîëåå îäíîðîäíîìó ëåãèðîâàíèþ.
Ñ óâåëè÷åíèåì êîîðäèíàòû x ðîñò ïàðöèàëüíîãî
äàâëåíèÿ õëîðèñòîãî âîäîðîäà â íèñïàäàþùåì òåì-
ïåðàòóðíîì ïîëå ïðèâîäèò ê äîïîëíèòåëüíîìó óìåíü-
øåíèþ àêòèâíîñòè îëîâà αSn â GaAs. Ïîýòîìó ïîâû-
øåíèå îäíîðîäíîñòè ñêîðîñòè ðîñòà ïëåíêè çà ñ÷åò
óâåëè÷åíèÿ îòðèöàòåëüíîãî ãðàäèåíòà òåìïåðàòóðû
∆Ò(x) íàä çîíîé ðîñòà ïðèâîäèò, ïðè ïðî÷èõ ðàâíûõ
òåõíîëîãè÷åñêèõ óñëîâèÿõ, ê áîëåå ðåçêîé êîîðäè-
íàòíîé çàâèñèìîñòè êîíöåíòðàöèè ýëåêòðîíîâ â ïëåí-
êå. Â òî æå âðåìÿ, óìåíüøåíèå îòðèöàòåëüíîãî ãðà-
äèåíòà òåìïåðàòóðû ∆Ò(x) ïðèâîäèò ê íåêîòîðîìó
óìåíüøåíèþ íàêëîíà êðèâîé Ne(x), íî ïðè ýòîì âå-
ëè÷èíà èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè ðîñòà ñëîÿ àðñåíèäà ãàë-
ëèÿ, ëåãèðîâàííîãî îëîâîì, âäîëü ïîäëîæêè âîçðà-
ñòàåò.
Òàêèì îáðàçîì ñóùåñòâóåò îïòèìàëüíîå çíà÷åíèå
ãðàäèåíòà òåìïåðàòóðû ïðè ôèêñèðîâàííîé ýôôåêòèâ-
íîé ïëîùàäè ïîäëîæåê. Óìåíüøåíèå ýôôåêòèâíîé ïëî-
ùàäè ïîäëîæåê âûçûâàåò ñäâèã îïòèìàëüíîãî çíà÷å-
íèÿ è ïðèâîäèò ê óëó÷øåíèþ ðàñïðåäåëåíèÿ ýëåêòðî-
íîâ (èçìåíåíèþ íàêëîíà êðèâîé Ne(x) íà ðèñ. 2) è îä-
íîðîäíîñòè ñêîðîñòè ðîñòà ñëîÿ âäîëü ïîäëîæêè.
Èçâåñòíî, ÷òî ïðè îäèíàêîâîì óðîâíå ëåãèðîâà-
íèÿ óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ïàññèâíûõ îáëàñòåé áàçû
â ñòðóêòóðàõ GaAs â íåñêîëüêî ðàç âûøå, ÷åì â êðåì-
íèåâûõ àíàëîãîâûõ ïðèáîðàõ. Êðîìå òîãî, â òåõíî-
ëîãè÷åñêîé îïåðàöèè ñîçäàíèÿ ïðèêîíòàêòíîãî ñëîÿ
îáû÷íî èñïîëüçóþò áàçîâûå ñëîè ñ êîíöåíòðàöèåé
àêöåïòîðîâ îêîëî 1019 ñì�3. Äëÿ ñíèæåíèÿ ñîïðîòèâ-
ëåíèÿ íåàêòèâíîé ÷àñòè áàçû äî åäèíèö Îì â çîíó,
êîòîðàÿ íàõîäèòñÿ ïîä êîíòàêòîì áàçû òðàíçèñòîðà
(îáëàñòü p+ íà ðèñ. 1), ïðîâîäèëè äèôôóçèþ Zn íà
ãëóáèíó 2�3 ìêì äî óðîâíÿ Np=1018 ñì�3 ñ ïîâåðõ-
íîñòíîé êîíöåíòðàöèåé îêîëî 1020 ñì�3.
 íà÷àëå ïîâòîðíîé ýïèòàêñèè âîçìîæíî îáðàçî-
âàíèå ãðàíèöû ñ ïîâûøåííîé ïëîòíîñòüþ äåôåêòîâ
è, ñîîòâåòñòâåííî, ñêîðîñòüþ ðåêîìáèíàöèè èíæåê-
òèðîâàííûõ íåðàâíîâåñíûõ ýëåêòðîíîâ. ×òîáû èçáå-
æàòü ýòîãî, â ïðîöåññå ñåëåêòèâíîãî íàðàùèâàíèÿ
ïîñëå îáû÷íîãî ãàçîâîãî òðàâëåíèÿ p-áàçû íà îáùóþ
ãëóáèíó 0,5 ìêì ïðåäâàðèòåëüíî îñàæäàëè ñëîé p-
òèïà ñ ïàðàìåòðàìè, ýêâèâàëåíòíûìè ïàðàìåòðàì
áàçû, à çàòåì ôîðìèðîâàëè ýìèòòåð òîëùèíîé îêîëî
2 ìêì. Òàêàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü îïåðàöèé îáåñïå-
÷èâàåò ïðîñòðàíñòâåííîå ðàçäåëåíèå ãðàíèöû ìåæäó
ìåòàëëîì è p�n-ïåðåõîäîì «ýìèòòåð�áàçà».
Äëÿ ñîçäàíèÿ ñèëîâîãî âàðèàíòà òðàíçèñòîðà íå-
îáõîäèìî äîïîëíèòåëüíî ïðîâåñòè îïåðàöèè ôîðìè-
ðîâàíèÿ ñèëîâûõ êîíòàêòîâ è íàïàèâàíèÿ ñòðóêòóðû
íà òåðìîêîìïåíñàòîð äëÿ çàùèòû p�n-ïåðåõîäîâ è
ðàñïîëîæåíèÿ åå â êîðïóñå.
Ïîëåâîé òðàíçèñòîð
Êàê óæå áûëî îòìå÷åíî, ÁÈÑ íà îñíîâå ïîëåâûõ
òðàíçèñòîðîâ Øîòòêè, èçãîòîâëåííûõ íà áàçå ñòðóê-
òóðû i�n0�n�n+ (ðèñ. 3), èìåþò íåñòàáèëüíûå ýëåêò-
ðîôèçè÷åñêèå ïàðàìåòðû, íèçêóþ èõ âîñïðîèçâîäè-
ìîñòü ïî ïîâåðõíîñòè ïëàñòèíû.
Àâòîðàìè [6] áûëè ïðîàíàëèçèðîâàíû âîçìîæíûå
ìåõàíèçìû ñíèæåíèÿ ïëîòíîñòè äèñëîêàöèé â àêòèâ-
íîì n-ñëîå. Ïîêàçàíî, ÷òî äëÿ ñîçäàíèÿ 3�4-ñëîå-
âûõ ñòðóêòóð íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü òèï è êîíöåíòðà-
öèþ ëåãèðóþùåé ïðèìåñè â ïîäëîæêå è ñëîå, êîëè-
÷åñòâî ñëîåâ è ïîñëåäîâàòåëüíîñòü èõ ðàñïîëîæåíèÿ
â ñòðóêòóðå. Êðîìå òîãî, èçâåñòíî, ÷òî øèðîêî ïðè-
ìåíÿåìûå ïîäëîæêè òèïà ÀÃ×ÏÕ îòëè÷àþòñÿ âûñî-
êîé íåîäíîðîäíîñòüþ îò öåíòðà ê ïåðèôåðèè êîððå-
ëèðóþùèõ ìåæäó ñîáîé ïëîòíîñòè äèñëîêàöèé è íå-
êîíòðîëèðóåìûõ ïðèìåñåé. Âî âðåìÿ íàðàùèâàíèÿ àê-
òèâíûõ ñëîåâ ïîëåâûõ òðàíçèñòîðîâ Øîòòêè íà ïî-
âåðõíîñòè ïîäëîæêè ïðîèñõîäèò íåðàâíîìåðíîå ïðî-
ðàñòàíèå äèñëîêàöèé è äèôôóçèÿ íåêîíòðîëèðóåìûõ
ïðèìåñåé èç ïëîùàäè ïîäëîæêè â àêòèâíóþ îáëàñòü
ÏÒØ. Ýòî ïðèâîäèò ê ïðîñòðàíñòâåííîìó èçìåíåíèþ
õàðàêòåðèñòèê ÏÒØ, ïîëó÷åííûõ íà ýòîé ïîäëîæêå.
Äëÿ ñíèæåíèÿ îòðèöàòåëüíîãî âëèÿíèÿ ïîäëîæêè èñ-
ïîëüçóþò áóôåðíûå ñëîè, òèï è ïàðàìåòðû êîòîðûõ
îïðåäåëÿþò âåëè÷èíó ïîäâèæíîñòè ýëåêòðîíîâ è óðî-
âåíü èõ êîìïåíñàöèè â àêòèâíîì ñëîå, à â êîíå÷íîì
ñëó÷àå � êðóòèçíó âîëüò-àìïåðíîé õàðàêòåðèñòèêè,
øóìîâûå è ÷àñòîòíûå õàðàêòåðèñòèêè ÏÒØ è èõ ñòà-
áèëüíîñòü [2].
Îñíîâíîé çàäà÷åé ïðè ýïèòàêñèàëüíîì âûðàùè-
âàíèè ÿâëÿåòñÿ ñíèæåíèå òåìïåðàòóðû è îáåñïå÷åíèå
èçîòåðìè÷åñêîãî ðåæèìà ðîñòà ñîåäèíåíèé AØBV [7,
8]. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî ñíèæåíèå òåìïåðàòóðû ýïè-
òàêñèè ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ ìèêðîíåîäíîðîäíî-
ñòè íàðàùèâàåìîãî ñëîÿ âñëåäñòâèå óìåíüøåíèÿ äèô-
ôóçèè ïðèìåñåé è êîíöåíòðàöèè ñîáñòâåííûõ òî÷å÷-
íûõ äåôåêòîâ, äëÿ êîòîðûõ äèñëîêàöèè ÿâëÿþòñÿ ýô-
ôåêòèâíûì ãåòòåðîì.
Äëÿ ñîçäàíèÿ n0-áóôåðíîãî ñëîÿ áûë èñïîëüçî-
âàí ðàçðàáîòàííûé íèçêîòåìïåðàòóðíûé ìåòîä ðîñòà
[9], ïîçâîëÿþùèé â îäíîì òåõíîëîãè÷åñêîì öèêëå
ïðÿìîòî÷íîãî ãîðèçîíòàëüíîãî ðåàêòîðà íàðàùèâàòü
ñëîé n0-òèïà èç ÷èñòîãî GaAs òîëùèíîé 2�3 ìêì.
Íàèáîëüøàÿ íåîäíîðîäíîñòü ñêîðîñòè ðîñòà n0-ñëîÿ
íàáëþäàåòñÿ íà ïåðâûõ 1,5��2 ñì çîíû îñàæäåíèÿ
GaAs â ïîäñèñòåìå GaAs�AsCl3�H2 (ðèñ. 4). Â ýòîé
îáëàñòè ïðîèñõîäèò âñòðàèâàíèå â n0-ñëîé íåêîíòðî-
ëèðóåìûõ ïðèìåñåé, êîòîðûå ïîïàäàþò â ãàçîâóþ
ôàçó èç òâåðäîãî èñòî÷íèêà GaAs. Ïðè ýòîì îñíîâ-
íîé íåêîíòðîëèðóåìîé ïðèìåñüþ, êîòîðàÿ ïîïàäàåò â
d, ìêì
2
0,2
3
350
5 Au+Ge/Ni
4 GaAs:Sn (3·1018)
3 GaAs:Sn:Bi (3·1017)
2 GaAs (<1015)
1 GaAs:Cr
n0
n
n+
6 Al7 Au+Ge/Ni
Ðèñ. 3. Ñõåìà ïîëåâîãî òðàíçèñòîðà ñ áàðüåðîì Øîòòêè
(â ñêîáêàõ óêàçàíà êîíöåíòðàöèÿ ýëåêòðîíîâ â ñëîå â ñì�3):
1 � ïîäëîæêà òèïà ÀÃ×ÏÕ; 2 � áóôåðíûé n0-ñëîé; 3 � àêòèâ-
íûé n-ñëîé; 4 � ïðèêîíòàêòíûé n+-ñëîé; 5 � ñòîê; 6 � çàòâîð;
7 � èñòîê
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 2
34
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
àêòèâíûé n-ñëîé (GaAs:Sn) èç ïàðîâîé ôàçû, ÿâëÿåò-
ñÿ êðåìíèé.
 [10] ïîêàçàíî, ÷òî â îáúåìíûõ êðèñòàëëàõ GaAs
è GaP îáíàðóæåíî ñíèæåíèå êîíöåíòðàöèè íåêîíòðî-
ëèðóåìîé ïðèìåñè êðåìíèÿ âñëåäñòâèå èçîýëåêòðîí-
íîãî ëåãèðîâàíèÿ. Ïðè÷åì, ñòåïåíü óìåíüøåíèÿ êîí-
öåíòðàöèè Si â GaAs çàâèñèò îò òîãî, êàêîé èç èçîâà-
ëåíòíûõ ïðèìåñåé áóäåò ëåãèðîâàí GaAs. Êîíöåíòðà-
öèÿ Si ïîñëåäîâàòåëüíî óáûâàåò ïðè ëåãèðîâàíèè ïðè-
ìåñÿìè Sb�In�Bi. Â ñâÿçè ñ ýòèì â [11] àâòîðû èñ-
ñëåäîâàëè ôîðìèðîâàíèå ãàçîâîé ôàçû â ñèñòåìå
GaAs�Bi�AsCl3�HCl�H2�He ñ öåëüþ ïîëó÷åíèÿ èñòî÷-
íèêà ðîñòà Bi â GaAs â âèäå BiCl3 ïðè íèçêèõ òåìïåðà-
òóðàõ ðîñòà (670��720°Ñ). Áûëî ïîêàçàíî, ÷òî â ïîä-
ñèñòåìå Bi�AsCl3�He ïðè âçàèìîäåéñòâèè Bi ñ AsCl3 â
àòìîñôåðå He íàñûùåíèå BiCl3 äîñòèãàåòñÿ ïðè òåìïå-
ðàòóðå 600�� 620°Ñ, à â ïîäñèñòåìå Bi�HCl�H2 íàñû-
ùåíèå BiCl3 äîñòèãàåòñÿ ïðè òåìïåðàòóðå 800�830°Ñ.
Ýòî ïîçâîëÿåò óòâåðæäàòü, ÷òî ïîäñèñòåìû Bi�AsCl3�He
è GaAs�AsCl3�H2 ñèñòåìû GaAs�Bi�AsCl3�HCl�H2�He
ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû êàæäàÿ îòäåëüíî â îäíîì
èç êàíàëîâ ìíîãîêàíàëüíîãî ðåàêòîðà, îïèñàííîãî â
[12], äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ïàðîâîé ôàçû ïðè íèçêîòåì-
ïåðàòóðíîì èçîòåðìè÷åñêîì ðîñòå GaAs, ëåãèðîâàí-
íîãî Bi.
Äëÿ ïîëó÷åíèÿ àêòèâíîãî n-ñëîÿ ñòðóêòóðû ÏÒØ
îïòèìèçèðîâàëè òåìïåðàòóðíûé ðåæèì ðîñòà è ñîñòàâ
ãàçîâîé ôàçû â ñèñòåìå GaAs�Bi�ÀsCl3�HCl�H2�He.
Ìèíèìàëüíûé ðàçáðîñ (ïîðÿäêà 2%) ïî òîëùèíå òîí-
êèõ ñëîåâ, ëåãèðîâàíûõ îëîâîì è âèñìóòîì, íàáëþ-
äàåòñÿ â óçêîì èíòåðâàëå êîíöåíòðàöèè 5·10�4�
10�3 ìîëüíûõ äîëåé AsCl3 ïðè ôèêñèðîâàííîé òåìïå-
ðàòóðå ðîñòà 700°Ñ. Ìàêñèìàëüíóþ îäíîðîäíîñòü
ïîëó÷àåìûõ ïëåíîê GaAs:Sn:Bi ìîæíî îáúÿñíèòü òåì,
÷òî ïðè óêàçàííîì ðåæèìå ðîñòà ñêîðîñòü âñòðàèâà-
íèÿ àòîìíûõ êîìïîíåíòîâ â ñòðóêòóðó íàðàùèâàåìî-
ãî ñëîÿ ñòàíîâèòñÿ ñîèçìåðèìîé ñî ñêîðîñòüþ èõ ìàñ-
ñîïåðåíîñà. Äëÿ âûðàâíèâàíèÿ ñòåïåíè ëåãèðîâàíèÿ
àêòèâíîãî ñëîÿ îëîâîì áûë èñïîëüçîâàí äîïîëíèòåëü-
íûé, ïî ñðàâíåíèþ ñ [12], êàíàë ââåäåíèÿ HCl�H2 â
çîíó ðîñòà ïðè íåáîëüøîì îòðèöàòåëüíîì ãðàäèåíòå
òåìïåðàòóðû ïîäëîæêè ∆Ò/x=�2°Ñ/ñì. Êðîìå òîãî,
÷åðåç åùå îäèí êàíàë â çîíó ðîñòà ïîäàâàëñÿ ³Cl3�He,
êîòîðûé äîïîëíèòåëüíî ëåãèðîâàë GaAs èçîâàëåíò-
íîé ïðèìåñüþ Bi. Ïîñêîëüêó êîýôôèöèåíòû ðàñïðå-
äåëåíèÿ îëîâà è âèñìóòà ìåæäó ãàçîâîé ôàçîé è àð-
ñåíèäîì ãàëëèÿ ïðîïîðöèîíàëüíû êîíöåíòðàöèè HCl,
âñëåäñòâèå òðåõêðàòíîãî óìåíüøåíèÿ ñêîðîñòè ðîñ-
òà â òî÷êå x=0 (ïåðåäíèé òîðåö ïîäëîæêè) è îäíîâðå-
ìåííîãî óâåëè÷åíèÿ HCl â ïàðîâîé ôàçå óìåíüøàåò-
ñÿ ñêîðîñòü îáåäíåíèÿ SnCl2 è BiCl3 ïðèáëèçèòåëüíî
â ÷åòûðå ðàçà ïðè ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðå ðîñòà. Ýòî
ïîçâîëèëî ïîëó÷èòü âîñïðîèçâîäèìûå è îäíîðîä-
íûå ïî òîëùèíå è ñòåïåíè ëåãèðîâàíèÿ àêòèâíûå
n-ñëîè ñ ïîäâèæíîñòüþ íîñèòåëåé 4300 ñì2/(·ñ)
ïðè òåìïåðàòóðå 22°Ñ è êîíöåíòðàöèåé íîñèòåëåé çà-
ðÿäà 3·1017 ñì�3.
Ïàðàìåòðû ïîäêîíòàêòíîãî ñëîÿ íå îáÿçàòåëüíî
äîëæíû óäîâëåòâîðÿòü âûñîêîé îäíîðîäíîñòè ëåãè-
ðîâàíèÿ â ïëîñêîñòè ñòðóêòóðû, ïîñêîëüêó ïðè óìåíü-
øåíèè êîíòàêòíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ äî (1�5)·104 Îì·ñì
ïîñëåäóþùåå ñíèæåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ ñòîêà è èñòî-
êà ïåðåñòàåò áûòü îïðåäåëÿþùèì íà ôîíå ñîïðîòèâ-
ëåíèÿ ïàññèâíîé îáëàñòè êàíàëà ÏÒØ. Äëÿ ïîëó÷å-
íèÿ íåîáõîäèìîãî êîíòàêòíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ìåæäó
n+-ïðèêîíòàêòíûì ñëîåì è îìè÷åñêèì êîíòàêòîì íà
áàçå Au+Ge/Ni äîñòàòî÷íî äîñòè÷ü êîíöåíòðàöèè îëîâà
â àðñåíèäå ãàëëèÿ ïîðÿäêà 1018 ñì�2. Äëÿ îñàæäåíèÿ
ïîäêîíòàêòíîãî ñëîÿ ñ òàêîé êîíöåíòðàöèåé ýëåêòðî-
íîâ êîíöåíòðàöèÿ AsCl3, ïîäâåäåííîãî ê èñòî÷íèêó
îëîâà, áûëà óâåëè÷åíà äî 2,3·10�2 ìîëüíîé äîëè, ÷òî
ïîçâîëèëî îáåñïå÷èòü íåîáõîäèìûå ïàðàìåòðû. Ïî-
ëó÷åííûå ýïèòàêñèàëüíûå ñòðóêòóðû íà ïîäëîæêàõ
äèàìåòðîì 40 ìì áûëè èñïîëüçîâàíû äëÿ ñîçäàíèÿ
ìàëîìîùíûõ ÏÒØ ñ äëèíîé çàòâîðà 1,5 ìêì è ðàñ-
ñòîÿíèåì «ñòîê�èñòîê» 5 ìêì íà ïîëåçíîé ïëîùàäè
30×40 ìì. Íàïðÿæåíèå íà çàòâîðå òðàíçèñòîðà, ïðè
W, ìêì/÷
12
8
4
0 2 4 6 õ, ñì
3
2
1
Ðèñ. 4. Èçìåíåíèå ñêîðîñòè ðîñòà W ñëîÿ GaAs âäîëü
ïîäëîæêè ïðè ðàçíîì ñîñòàâå ãàçîâîé ôàçû â ðåàêòîðå,
à èìåííî ïðè ðàçëè÷íîé ñóììàðíîé êîíöåíòðàöèè õëî-
ðèäîâ αCl (â %):
1 � 0,1; 2 � 0,55; 3 � 0,9
Ie, ìÀ
50
0 5 Uè-ñ, Â
1
2
3
4
5
6
Ðèñ. 5. Âûõîäíûå ÂÀÕ ïîëåâîãî òðàíçèñòîðà ñ áàðüå-
ðîì Øîòòêè íà áàçå GaAs â ñõåìå ñ îáùèì èñòîêîì ïðè
ðàçíîì çíà÷åíèè Uè-ñ (â Â):
1 � 0; 2 � �1; 3 � �2; 4 � �3; 5 � �4; 6 � �5 [13]
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 2
35
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
êîòîðîì ïðîèñõîäèëî ïîëíîå ïåðåêðûòèå êàíàëà,
îïðåäåëÿåòñÿ íàïðÿæåíèåì «çàòâîð�èñòîê» Uç-è=�4 Â.
Êðóòèçíó õàðàêòåðèñòèê ÏÒØ èçìåðÿëè ïðè íàïðÿ-
æåíèè «ñòîê�èñòîê» Uñ-è=2 Â. Íà ðèñ. 5 ïîêàçàíû
ÂÀÕ äëÿ ñîâîêóïíîñòè òàêèõ òðàíçèñòîðîâ.
Çíà÷åíèå êðóòèçíû ÂÀÕ ÏÒØ, ïîëó÷åííûõ â îä-
íîì òåõíîëîãè÷åñêîì öèêëå â ñèñòåìå GaAs�Bi�AsCl3�
HCl�H2�He, íàõîäèëîñü â èíòåðâàëå 20�21 ìÀ/B, à
ðàçáðîñ èõ âåëè÷èíû íå ïðåâûøàë 3�5%.
Ðàçáðîñ ïàðàìåòðîâ ïðèáîðîâ â ïðåäåëàõ îäíîé
ïîäëîæêè íå êîððåëèðóåò ñ êîîðäèíàòîé ïîäëîæêè â
ðåàêòîðå â ïðîöåññå ðîñòà, à îïðåäåëÿåòñÿ äèñëîêà-
öèîííîé íåîäíîðîäíîñòüþ ñòðóêòóðû è åå ýëåêòðî-
ôèçè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè, à òàêæå ðàçëè÷íû-
ìè ýôôåêòàìè òîïîëîãèè.
Çàêëþ÷åíèå
Òàêèì îáðàçîì, ïîêàçàíà ïðèíöèïèàëüíàÿ âîçìîæ-
íîñòü ñîçäàíèÿ ïëàíàðíûõ ñëîåâ ñòðóêòóð áèïîëÿð-
íûõ òðàíçèñòîðîâ òèïà n+�n�n0�p è ïëàíàðíûõ ñëîåâ
ñòðóêòóð òèïà i�n0�n�n+ ïîëåâûõ òðàíçèñòîðîâ ñ áà-
ðüåðîì Øîòòêè íà áàçå GaAs â õëîðèäíûõ èëè õëî-
ðèäíî-ãèäðèäíûõ ñèñòåìàõ.
Äëÿ ïîëó÷åíèÿ òàêèõ ñòðóêòóð áûëè ðåøåíû êîì-
ïëåêñíûå òåõíîëîãè÷åñêèå çàäà÷è, îïðåäåëåíû ðåæè-
ìû ðîñòà ñëîåâ GaAs. Äîñòèãíóòàÿ íåîäíîðîäíîñòü
ïî òîëùèíå íå ïðåâûøàåò 3%, à ïî óðîâíþ ëåãèðî-
âàíèÿ � 5%. Ýòî ïîçâîëèëî ïîëó÷èòü óëó÷øåííûå
ýêñïëóàòàöèîííûå õàðàêòåðèñòèêè ÑÁÒ è ÏÒØ íà áàçå
GaAs.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Óèñìåí Ó., Ôðåíñëè Ó., Óåñòôåë Äæ. è äð. Àðñåíèä ãàëëèÿ â
ìèêðîýëåêòðîíèêå.� Ì.: Ìèð, 1988.
2. Äè Ëîðåíöî Ä. Â., Êàíäåëîóëà Ä. Ä. Ïîëåâûå òðàíçèñòîðû
íà àðñåíèäå ãàëëèÿ. Ïðèíöèïû ðàáîòû è òåõíîëîãèÿ èçãîòîâëå-
íèÿ.� Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1988.
3. Guba S. K. Producing of power GaAs bipolar transistor in the
GaAs�AsCl3�H2 system // Functional materials.� 1999.� Vol. 6,
N 4.� P. 702�705.
4. Guba S. K. Preparation of uniform - structured field effect
transistors with Shottky barrier by low-temperature chloride epitaxy
method // Functional materials.� 1998.� Vol. 5, N 1.� P. 127� 129.
5. Äüÿêîíîâ Ë. È., Èâëåâ Â. Í., Ëèïàòîâà Í. È. è äð. Îñîáåí-
íîñòè ãàçîâîãî ëåãèðîâàíèÿ îëîâîì ýïèòàêñèàëüíûõ ñëîåâ àðñå-
íèäà ãàëëèÿ â ñèñòåìå Ga � AsCl3 � H2 // Èçâ. ÀÍ ÑÑÑÐ. Íåîðãàíè-
÷åñêèå ìàòåðèàëû.� 1986.� Ò. 22, ¹ 3.� Ñ. 360�362.
6. Guba S. K., Kurilo I. V. Some features of defect formation in
transition regions of multilaóer GaAs homoepitaxial structures //
Functional materials.� 2000.� Vol. 7, N 4 (2).� P. 815�818.
7. Ãóäç Ý. Ñ., Ëóêàøèí Ã. À., Ìàðîí÷óê È. Å. è äð. Âûðàùèâà-
íèå ýïèòàêñèàëüíûõ ñëîåâ â ñèñòåìå Ga � AsCl3 � H2 ïðè ïîíèæåí-
íîé òåìïåðàòóðå // Èçâ. ÀÍ ÑÑÑÐ. Íåîðãàíè÷åñêèå ìàòåðèàëû.�
1977.� Ò. 13, ¹ 19.� Ñ. 1706�1710.
8. Ãóáà Ñ. Ê. Íèçêîòåìïåðàòóðíèé èçîòåðìè÷åñêèé ìåòîä õëî-
ðèäíîé ýïèòàêñèè In1�xGax As // Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â
ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå.� 1998.� ¹ 2.� Ñ. 40�42.
9. Ïàò. 18621 Óêðà¿íè. Ñïîñ³á îäåðæàííÿ ñòðóêòóð GaAs äëÿ
³íòåãðàëüíèõ ñõåì íà îñíîâ³ ïîëüîâèõ òðàíçèñòîð³â Øîòòê³ /
Â. Î. Âîðîí³í, Ñ. Ê. Ãóáà, Ë. Ñ. Ïëàõîòíà.� 25.12 1997.
10. Ãàíèíà Í. Â., Óôèìöåâ Â. Á., Ôèñòóëü Ê. È. Î÷èñòêà àðñå-
íèäà ãàëëèÿ èçîâàëåíòíûì ëåãèðîâàíèåì // Ïèñüìà â ÆÒÔ.�
1982.� Ò. 8.� Ñ. 620�623.
11. Guba S. K., Kurilo I. V. Gas-phase formation at the low-
temperature isotermal growing of Bi - doped GaAs laóers // Functional
Materials.� 2001.� Vol. 8, N 2.� Ð. 234�239.
12. Seki H., Koukitu A. New vapor growth method for III-V
compound semiconductors using a singl flat temperature zone // J.
Semicond. Technol.� 1986.� Vol. 19, N 81.� P. 225�229.
13. Voronin V. O., Guba S. K., Kurylo I. V. Production of GaAs
transistors with the Schottky barrier in Bi�GaAs�AsCl3�HCl�SnCl2�
H2�He system by epitaxial deposition // Journ. Semiconductor Physics,
Quantum Electronics and Optoelectronics.� 2006.� Vol. 9, N 4.�
P. 48�53.
ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ
Í
Î
Â
Û
Å
Ê
Í
È
Ã
È
Ïîíîìàðåâ Â. Ô. Äèñêðåòíàÿ ìàòåìàòèêà äëÿ èíæåíåðîâ.� Ì.: Ãîðÿ-
÷àÿ ëèíèÿ � Òåëåêîì, 2009.� 320 ñ.
Äèñêðåòíàÿ ìàòåìàòèêà íàøëà øèðîêîå ïðèìåíåíèå â èññëåäîâàíèÿõ áîëüøèõ
ñèñòåì è ïðîåêòèðîâàíèè äèñêðåòíûõ óñòðîéñòâ àâòîìàòèêè, â çàùèòå è ïåðåäà÷å
èíôîðìàöèè, â óïðàâëåíèè îðãàíèçàöèîííî-ýêîíîìè÷å-
ñêèìè ñèñòåìàìè, â ìàòåìàòè÷åñêîé ëèíãâèñòèêå è ÿçûêàõ
ïðîãðàììèðîâàíèÿ. Â êíèãå èçëîæåíû îñíîâû òåîðèè ìíî-
æåñòâ è îòíîøåíèé, îáùåé è áóëåâîé àëãåáðû, êîìáèíàòî-
ðèêè è ìàòåìàòè÷åñêîé ëîãèêè, òåîðèè ãðàôîâ, àëãîðèò-
ìîâ è àâòîìàòîâ. Îñíîâíûå ðàçäåëû èçëîæåíû äëÿ «÷åò-
êèõ» è «íå÷åòêèõ» ìíîæåñòâ è îòíîøåíèé.  êàæäîì ðàç-
äåëå ïðèâîäÿòñÿ ìíîãî÷èñëåííûå ïðèìåðû.
Êíèãà ñîïðîâîæäàåòñÿ âû÷èñëèòåëüíûìè àëãîðèòìàìè ïî
âñåì ðàçäåëàì è áóäåò ïîëåçíà èíæåíåðàì ðàçëè÷íûõ ñïå-
öèàëüíîñòåé ïðè ïðîåêòèðîâàíèè è óïðàâëåíèè òåõíîëî-
ãè÷åñêèìè ïðîöåññàìè è èõ èíôîðìàöèîííîì îáåñïå÷å-
íèè. Îñîáûé èíòåðåñ îíà ïðåäñòàâëÿåò äëÿ ñòóäåíòîâ óíè-
âåðñèòåòîâ ïðè èçó÷åíèè òàêèõ ðàçäåëîâ äèñêðåòíîé ìàòåìàòèêè, êàê «òåîðèÿ
ãðàôîâ», «ìàòåìàòè÷åñêàÿ ëîãèêà», «òåîðèÿ àëãîðèòìîâ» è «òåîðèÿ àâòîìàòîâ».
|