Формирование мезаструктур 4НSiC p–i–n-диодов методом ионно-плазменного травления

Представлены результаты исследования и оптимизации процесса формирования карбидокремниевой мезаструктуры для p-i-n-диода на промышленной технологической базе. Исследованы характеристики диодов в интервале температуры 25-500 °С....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2009
Hauptverfasser:	Болтовец, Н.С., Борисенко, А.Г., Иванов, В.Н., Федорович, О.А., Кривуца, В.А., Полозов Б.П.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2009
Schriftenreihe:	Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Schlagworte:	Технологические процессы и оборудование
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52315
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:	Формирование мезаструктур 4НSiC p–i–n-диодов методом ионно-плазменного травления / Н.С. Болтовец, А.Г. Борисенко, В.Н. Иванов, О.А. Федорович, В.А. Кривуца, Б.П. Полозов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 5. — С. 45-48. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-52315
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-523152025-02-09T10:07:53Z Формирование мезаструктур 4НSiC p–i–n-диодов методом ионно-плазменного травления Формування мезаструктур 4НSiC p-i-n-діодів методом іонно-плазмового травлення Forming of 4HSiC p-i-n-diodes mesastructures by the ion-plasmous etching method Болтовец, Н.С. Борисенко, А.Г. Иванов, В.Н. Федорович, О.А. Кривуца, В.А. Полозов Б.П. Технологические процессы и оборудование Представлены результаты исследования и оптимизации процесса формирования карбидокремниевой мезаструктуры для p-i-n-диода на промышленной технологической базе. Исследованы характеристики диодов в интервале температуры 25-500 °С. Представлено результати дослідження та оптимізації процесу формування мезаструктур 4НSiC p-i-n-діодів на промисловій технологічній базі. Досліджено вольт-амперні характеристики та характеристики перемикання p-i-n-діодів в інтервалі температури 25-500°С.· The results of research and optimization of 4HSiC p-i-ndiodes mesastructures manufacturing method are presented as well as analysis of current-voltage characteristics and switching characteristics of p-i-n-diodes in the 25-500°C temperature range. 2009 Article Формирование мезаструктур 4НSiC p–i–n-диодов методом ионно-плазменного травления / Н.С. Болтовец, А.Г. Борисенко, В.Н. Иванов, О.А. Федорович, В.А. Кривуца, Б.П. Полозов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 5. — С. 45-48. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52315 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре application/pdf Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Технологические процессы и оборудование Технологические процессы и оборудование
spellingShingle	Технологические процессы и оборудование Технологические процессы и оборудование Болтовец, Н.С. Борисенко, А.Г. Иванов, В.Н. Федорович, О.А. Кривуца, В.А. Полозов Б.П. Формирование мезаструктур 4НSiC p–i–n-диодов методом ионно-плазменного травления Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description	Представлены результаты исследования и оптимизации процесса формирования карбидокремниевой мезаструктуры для p-i-n-диода на промышленной технологической базе. Исследованы характеристики диодов в интервале температуры 25-500 °С.
format	Article
author	Болтовец, Н.С. Борисенко, А.Г. Иванов, В.Н. Федорович, О.А. Кривуца, В.А. Полозов Б.П.
author_facet	Болтовец, Н.С. Борисенко, А.Г. Иванов, В.Н. Федорович, О.А. Кривуца, В.А. Полозов Б.П.
author_sort	Болтовец, Н.С.
title	Формирование мезаструктур 4НSiC p–i–n-диодов методом ионно-плазменного травления
title_short	Формирование мезаструктур 4НSiC p–i–n-диодов методом ионно-плазменного травления
title_full	Формирование мезаструктур 4НSiC p–i–n-диодов методом ионно-плазменного травления
title_fullStr	Формирование мезаструктур 4НSiC p–i–n-диодов методом ионно-плазменного травления
title_full_unstemmed	Формирование мезаструктур 4НSiC p–i–n-диодов методом ионно-плазменного травления
title_sort	формирование мезаструктур 4нsic p–i–n-диодов методом ионно-плазменного травления
publisher	Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
publishDate	2009
topic_facet	Технологические процессы и оборудование
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52315
citation_txt	Формирование мезаструктур 4НSiC p–i–n-диодов методом ионно-плазменного травления / Н.С. Болтовец, А.Г. Борисенко, В.Н. Иванов, О.А. Федорович, В.А. Кривуца, Б.П. Полозов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 5. — С. 45-48. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
series	Технология и конструирование в электронной аппаратуре
work_keys_str_mv	AT boltovecns formirovaniemezastruktur4nsicpindiodovmetodomionnoplazmennogotravleniâ AT borisenkoag formirovaniemezastruktur4nsicpindiodovmetodomionnoplazmennogotravleniâ AT ivanovvn formirovaniemezastruktur4nsicpindiodovmetodomionnoplazmennogotravleniâ AT fedorovičoa formirovaniemezastruktur4nsicpindiodovmetodomionnoplazmennogotravleniâ AT krivucava formirovaniemezastruktur4nsicpindiodovmetodomionnoplazmennogotravleniâ AT polozovbp formirovaniemezastruktur4nsicpindiodovmetodomionnoplazmennogotravleniâ AT boltovecns formuvannâmezastruktur4nsicpindíodívmetodomíonnoplazmovogotravlennâ AT borisenkoag formuvannâmezastruktur4nsicpindíodívmetodomíonnoplazmovogotravlennâ AT ivanovvn formuvannâmezastruktur4nsicpindíodívmetodomíonnoplazmovogotravlennâ AT fedorovičoa formuvannâmezastruktur4nsicpindíodívmetodomíonnoplazmovogotravlennâ AT krivucava formuvannâmezastruktur4nsicpindíodívmetodomíonnoplazmovogotravlennâ AT polozovbp formuvannâmezastruktur4nsicpindíodívmetodomíonnoplazmovogotravlennâ AT boltovecns formingof4hsicpindiodesmesastructuresbytheionplasmousetchingmethod AT borisenkoag formingof4hsicpindiodesmesastructuresbytheionplasmousetchingmethod AT ivanovvn formingof4hsicpindiodesmesastructuresbytheionplasmousetchingmethod AT fedorovičoa formingof4hsicpindiodesmesastructuresbytheionplasmousetchingmethod AT krivucava formingof4hsicpindiodesmesastructuresbytheionplasmousetchingmethod AT polozovbp formingof4hsicpindiodesmesastructuresbytheionplasmousetchingmethod
first_indexed	2025-11-25T17:21:38Z
last_indexed	2025-11-25T17:21:38Z
_version_	1849783821830979584
fulltext	Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 5 45 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ 18.09 2009 ã. Îïïîíåíò ä. ò. í. Ð. Â. ÊÎÍÀÊÎÂÀ (ÈÔÏ èì. Â. Å. Ëàøêàð¸âà, ã. Êèåâ) Ê. ô.-ì. í. Í. Ñ. ÁÎËÒÎÂÅÖ, ê. ô.-ì. í. À. Ã. ÁÎÐÈÑÅÍÊÎ, ê. ò. í. Â. Í. ÈÂÀÍÎÂ, ê. ô.-ì. í. À. Î. ÔÅÄÎÐÎÂÈ×, Â. À. ÊÐÈÂÓÖÀ, Á. Ï. ÏÎËÎÇÎÂ Óêðàèíà, ã. Êèåâ, ÍÈÈ «Îðèîí»; Èíñòèòóò ÿäåðíûõ èññëåäîâàíèé E-mail: ndiorion@tsua.net ÔÎÐÌÈÐÎÂÀÍÈÅ ÌÅÇÀÑÒÐÓÊÒÓÐ 4ÍSiC p�i�n-ÄÈÎÄÎÂ ÌÅÒÎÄÎÌ ÈÎÍÍÎ-ÏËÀÇÌÅÍÍÎÃÎ ÒÐÀÂËÅÍÈß Ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâà- íèÿ è îïòèìèçàöèè ïðîöåññà ôîðìèðî- âàíèÿ êàðáèäîêðåìíèåâîé ìåçàñòðóê- òóðû äëÿ p�i�n-äèîäà íà ïðîìûøëåííîé òåõíîëîãè÷åñêîé áàçå. Èññëåäîâàíû õà- ðàêòåðèñòèêè äèîäîâ â èíòåðâàëå òåì- ïåðàòóðû 25�500°Ñ. Èçâåñòíî, ÷òî ñîâîêóïíîñòü ôóíäàìåíòàëüíûõ ñâîéñòâ êàðáèäà êðåìíèÿ è óðîâåíü ðàçâèòèÿ òåõíî- ëîãèè âûðàùèâàíèÿ ýïèòàêñèàëüíûõ p+�n�n+-ñòðóê- òóð ñîçäàåò ðåàëüíûå ïðåäïîñûëêè äëÿ ñîçäàíèÿ áû- ñòðîäåéñòâóþùèõ âûñîêîâîëüòíûõ 4ÍSiC p�i�n-äè- îäîâ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ êîììóòàöèè ÑÂ×-ñèãíà- ëîâ ìîùíîñòüþ äî 2 êÂò ñî âðåìåíåì ïåðåêëþ÷åíèÿ 10�30 íñ [1, 2]. Èññëåäîâàíèÿ 4ÍSiC p�i�n-äèîäîâ â øèðîêîì èíòåðâàëå òåìïåðàòóðû ïîêàçàëè, ÷òî äè- îäû ìîãóò ôóíêöèîíèðîâàòü ïðè âûñîêîé òåìïåðàòó- ðå � âïëîòü äî 500°Ñ [3]. Â ïðåäûäóùèõ íàøèõ ðàáîòàõ áûëî ïîêàçàíî, ÷òî äëÿ ðåàëèçàöèè ïîòåíöèàëüíûõ âîçìîæíîñòåé p�i�n- äèîäîâ íà îñíîâå 4ÍSiC íåîáõîäèìî ñîçäàòü ïðîìûø- ëåííóþ òåõíîëîãèþ ôîðìèðîâàíèÿ ÷èïà (ìåçàñòðóê- òóðû) ñ òåðìîñòàáèëüíûìè êîíòàêòàìè, ïðèãîäíûìè äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â ïðîèçâîäñòâå ÑÂ× èíòåãðàëü- íûõ ñõåì è êîðïóñèðîâàíûõ ïðèáîðîâ [2, 3]. Îäíà- êî, â îòëè÷èå îò ïðîìûøëåííîé òåõíîëîãèè èçãîòîâ- ëåíèÿ êðåìíèåâûõ ÷èïîâ, ïðîöåññ èçãîòîâëåíèÿ êàð- áèäîêðåìíèåâûõ ÷èïîâ áûñòðîäåéñòâóþùèõ äèîäîâ çíà÷èòåëüíî ñëîæíåå, ïîñêîëüêó ñâÿçàí ñ òåõïðîöåñ- ñàìè ïðåöèçèîííîãî ïëàçìîõèìè÷åñêîãî òðàâëåíèÿ 4ÍSiC íà ãëóáèíó 4�6 ìêì, êîòîðûå åùå íåäîñòà- òî÷íî èçó÷åíû. Öåëüþ äàííîé ðàáîòû áûëà ðàçðàáîòêà è îïòèìè- çàöèÿ òåõïðîöåññîâ ôîðìèðîâàíèÿ ìåçàñòðóêòóð âû- ñîêîâîëüòíûõ áûñòðîäåéñòâóþùèõ 4ÍSiC p�i�n-äè- îäîâ íà ïðîìûøëåííîé òåõíîëîãè÷åñêîé áàçå, à òàê- æå èññëåäîâàíèå èõ âîëüò-àìïåðíûõ õàðàêòåðèñòèê (ÂÀÕ) è õàðàêòåðèñòèê ïåðåêëþ÷åíèÿ â èíòåðâàëå òåìïåðàòóðû 25�500°Ñ. Òåõíîëîãè÷åñêèå ïðîöåññû ôîðìèðîâàíèÿ ÷èïà p�i�n-äèîäà íà îñíîâå 4ÍSiC Ðàçðàáîòàííûé ÷èï äèîäà (ðèñ. 1) ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðÿìóþ ìåçàñòðóêòóðó ð+�n�n+-òèïà ñ æåñò- êèìè çîëîòûìè âûâîäàìè, ïðåäíàçíà÷åííûìè äëÿ ìîí- òàæà â ÑÂ×-êîðïóñ äèîäà èëè â ýëåìåíòû òîïîëîãèè ÑÂ× èíòåãðàëüíûõ ñõåì. Òîëùèíà ³-îáëàñòè ìåçà- ñòðóêòóðû ñîñòàâëÿåò 6�8 ìêì, ÷òî îáåñïå÷èâàåò ïðî- áèâíîå íàïðÿæåíèå äî 1000 Â. Èñõîäíûì ìàòåðèà- ëîì ñëóæèëè ýïèòàêñèàëüíûå p+�n�n+-ñòðóêòóðû 4ÍSiC. Òåõíîëîãè÷åñêàÿ ñõåìà ôîðìèðîâàíèÿ 4ÍSiC- ìåçàñòðóêòóðû âêëþ÷àåò â ñåáÿ ãðóïïó îïåðàöèé, îáåñïå÷èâàþùèõ ñîçäàíèå ìàñêè (Cr�Ni), à òàêæå èîí- íî-ïëàçìåííîãî òðàâëåíèÿ íåçàùèùåííûõ ó÷àñòêîâ ïëàñòèíû íà ãëóáèíó 6�7 ìêì, ôîðìèðîâàíèÿ êîí- òàêòîâ ê p+- è n+-îáëàñòÿì è ïîðåçêó ïëàñòèíû íà ÷èïû. Ìàñêà äëÿ ñåëåêòèâíîãî òðàâëåíèÿ 4ÍSiC ñîçäà- âàëàñü âàêóóìíûì íàïûëåíèåì ñëîåâ Cr è Ni òîëùè- íîé 0,05 è 0,5 ìêì, ñîîòâåòñòâåííî, ñ ïîñëåäóþùèì ôîðìèðîâàíèåì çàùèùåííûõ îáëàñòåé ìåòîäîì ôî- òîëèòîãðàôèè è æèäêîñòíîãî òðàâëåíèÿ. Èîííî-ïëàçìåííîå òðàâëåíèå êàðáèäà êðåìíèÿ âû- ïîëíÿëîñü â ïëàçìîõèìè÷åñêîì ðåàêòîðå (ÏÕÐ) ñ çàì- êíóòûì äðåéôîì ýëåêòðîíîâ [4�6]. Äëÿ èññëåäîâà- íèÿ è îïòèìèçàöèè ïðîöåññà òðàâëåíèÿ â êà÷åñòâå îïûòíîãî ìàòåðèàëà áûëè èñïîëüçîâàíû ïëàñòèíû êðåìíèÿ. Îïòèìèçàöèÿ ïðîâîäèëàñü ñ öåëüþ ïîëó÷å- íèÿ ìàêñèìàëüíûõ ñêîðîñòåé òðàâëåíèÿ êðåìíèÿ ïðè íåáîëüøèõ çíà÷åíèÿõ ýíåðãèè õèìè÷åñêè àêòèâíûõ èîíîâ. Êàê ïîêàçàíî â ðàáîòå [7], ïðè ýíåðãèè èîíîâ áîëüøå 250 ýÂ ïðîèñõîäèò äîñòàòî÷íî èíòåíñèâíîå ðàñïûëåíèå íèêåëåâîé çàùèòíîé ìàñêè. Ïîýòîìó èñ- ñëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëèñü ïðè çíà÷åíèÿõ ýíåðãèè ìåíü- øå 220 ýÂ. 4 5 1 2 36 Ðèñ. 1. Îáùèé âèä ÷èïà êàðáèäîêðåìíèåâîãî p�i�n-äèîäà: 1 � êîíòàêò ê ð+-îáëàñòè; 2 � ð+-îáëàñòü (1 ìêì); 3 � n-îáëàñòü (8�10 ìêì); 4 � n+-îáëàñòü (150 ìêì); 5 � êîíòàêòû ê n+- îáëàñòè; 6 � çàùèòíûé ñëîé SiO2 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 5 46 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ Â èñïîëüçóåìîì ÏÕÐ ïðèìåíÿëèñü âûñîêî÷àñòîò- íûå ðàçðÿäû â ñêðåùåííûõ ìàãíèòíûõ ïîëÿõ, ÷òî ïîçâîëÿëî ðåãóëèðîâàòü ýíåðãèþ èîíîâ è ðàáîòàòü ñ õèìè÷åñêè àêòèâíûìè èîíàìè ñ ýíåðãèåé íèæå 200 ýÂ. Èñïîëüçîâàíèå ïëàçìû ñ èîíàìè îòíîñèòåëüíî ìà- ëûõ ýíåðãèé ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü òðàâëåíèå îáðàç- öîâ áåç ðàäèàöèîííûõ ïîâðåæäåíèé ïîâåðõíîñòè è ïåðåðàñïûëåíèÿ íà ïîâåðõíîñòü îáðàçöîâ àòîìîâ ìàòåðèàëîâ, èç êîòîðûõ èçãîòîâëåíà âàêóóìíàÿ êà- ìåðà ÏÕÐ. Êðîìå òîãî, íàëè÷èå ìàãíèòíûõ ïîëåé äàåò âîçìîæíîñòü ïîëó÷èòü âûñîêóþ ñòåïåíü äèññîöèà- öèè ìîëåêóë ðàáî÷åãî ãàçà è èîíèçàöèè àòîìîâ è ðå- àëèçîâàòü áîëåå âûñîêóþ ñêîðîñòü òðàâëåíèÿ ìàòå- ðèàëîâ, èñïîëüçóåìûõ â ìèêðîýëåêòðîíèêå. Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé çàâèñèìîñòè ñêîðîñòè òðàâëåíèÿ êðåìíèÿ îò äàâëåíèÿ ðàáî÷èõ ãàçîâ â ÏÕÐ ïðèâåäåíû íà ðèñ. 2. Â êà÷åñòâå ðàáî÷åãî ãàçà èñ- ïîëüçîâàëñÿ SF6. Íàïðÿæåííîñòü ìàãíèòíîãî ïîëÿ â ÏÕÐ ñîñòàâëÿëà 1,2·104 À/ì, òîê âûñîêî÷àñòîòíîãî (13,56 ÌÃö) ðàçðÿäà ñîñòàâëÿë 8 À. Èñïîëüçîâàëñÿ ãåíåðàòîð ìîùíîñòüþ äî 1 êÂò ñî ñòàáèëèçàöèåé ìîù- íîñòè. Ñêîðîñòü íàïóñêà ãàçà îñòàâàëàñü ïîñòîÿííîé, ðàáî÷åå äàâëåíèå â ðåàêòîðå ðåãóëèðîâàëîñü ìåõà- íè÷åñêè ñ ïîìîùüþ äèôôóçèîííîãî íàñîñà Í-2Ò (ñêîðîñòü îòêà÷êè 2000 ë/ñ). Îáðàáàòûâàåìàÿ ïëî- ùàäü êðåìíèåâûõ ïëàñòèí áûëà îäèíàêîâîé (äëÿ óñ- òðàíåíèÿ âëèÿíèÿ çàãðóçêè) è ñîñòàâëÿëà 2,7 ñì2. Êàê âèäíî èç ðèñ. 2, ïðè óâåëè÷åíèè äàâëåíèÿ â ðåàêòîðå äî 10�1 òîðð ñêîðîñòü òðàâëåíèÿ êðåìíèÿ ðàñòåò îò 0,7 äî 2,5 ìêì/ìèí ïðè äàâëåíèè (6�8)·10�2 òîðð. Ïîñëåäóþùåå óâåëè÷åíèå äàâëåíèÿ ïðèâîäèò ê íà- ñûùåíèþ è äàæå ñíèæåíèþ ñêîðîñòè òðàâëåíèÿ êðåì- íèÿ. Èç ïðèâåäåííûõ äàííûõ âèäíî, ÷òî äëÿ òðàâëå- íèÿ êðåìíèÿ îïòèìàëüíûì äàâëåíèåì ðàáî÷åãî ãàçà â ðåàêòîðå ÿâëÿåòñÿ (6�8)·10�2 òîðð. Ïðè äàëüíåé- øåì óâåëè÷åíèè äàâëåíèÿ ìîùíîñòè ãåíåðàòîðà ñòà- íîâèòñÿ íåäîñòàòî÷íî äëÿ äèññîöèàöèè è èîíèçàöèè áîëüøîãî êîëè÷åñòâà ðàáî÷åãî ãàçà. Áûëî òàêæå óñòàíîâëåíî, ÷òî ñêîðîñòü òðàâëåíèÿ êðåìíèÿ çàâèñèò íå òîëüêî îò äàâëåíèÿ ðàáî÷åãî âå- ùåñòâà â êàìåðå, íî è îò âåëè÷èíû ïîòîêà ðàáî÷åãî ãàçà (ðèñ. 3). Ïðè íåèçìåííîì äàâëåíèè â êàìåðå, áëèçêîì ê óñëîâèÿì ìàêñèìàëüíîé ñêîðîñòè òðàâëå- íèÿ (îêîëî 5·10�2 òîðð), óâåëè÷åíèå êîëè÷åñòâà ãàçà â ïÿòü ðàç ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ ñêîðîñòè òðàâëå- íèÿ îò 0,6 äî 2,2 ìêì/ìèí. Ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î íå- îáõîäèìîñòè âûáîðà ñîîòâåòñòâóþùåé ñêîðîñòè ïî- òîêà ãàçà ÷åðåç ÏÕÐ äëÿ ïîëó÷åíèÿ ìàêñèìàëüíûõ ñêîðîñòåé òðàâëåíèÿ. Ïðè âûòðàâëèâàíèè ìåçàñòðóêòóð íà êàðáèäå êðåì- íèÿ âûáèðàëèñü óñëîâèÿ, ïðè êîòîðûõ ðàçðÿä îáåñ- ïå÷èâàåò íàèáîëüøóþ ñêîðîñòü òðàâëåíèÿ êðåìíèÿ. Äëÿ ðåàëèçàöèè ïðîöåññà òðàâëåíèÿ äîëæíû áûòü ðà- çîðâàíû õèìè÷åñêèå ñâÿçè è ïîëó÷åíû ëåòó÷èå ñî- åäèíåíèÿ óãëåðîäà è êðåìíèÿ. Ýíåðãèÿ ñâÿçè â ìîëå- êóëàõ 4ÍSiC ñîñòàâëÿåò 4,48 ýÂ, â SiC2 � 6,52 ýÂ, â Si2C � 5,94 ýÂ [8]. Åñëè â êà÷åñòâå õèìè÷åñêè àê- òèâíûõ èîíîâ äëÿ òðàâëåíèÿ êðåìíèÿ èñïîëüçóåòñÿ ôòîð, êîòîðûé ìîæåò îáðàçîâûâàòü ëåòó÷óþ ìîëåêó- ëó SiF4, òî äëÿ ðàçðûâà õèìè÷åñêîé ñâÿçè â ìîëåêó- ëå 4ÍSiC ìîæíî èñïîëüçîâàòü êèñëîðîä, êîòîðûé ïðè ñîåäèíåíèè ñ óãëåðîäîì ñîçäàåò ëåòó÷åå âåùåñòâî ÑÎ ñ âûäåëåíèåì ýíåðãèè, çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàþ- ùåé ýíåðãèþ ñâÿçè â ìîëåêóëàõ 4ÍSiC, Si2C è SiC2: Ñ+Î → ÑÎ+11,11 ýÂ. Ýòî äåëàåò âîçìîæíîé ðåàê- öèþ çàìåùåíèÿ óãëåðîäà â êàæäîé èç ìîëåêóë 4ÍSiC ñ ïîëîæèòåëüíûì ýíåðãåòè÷åñêèì áàëàíñîì. Òàêàÿ æå ðåàêöèÿ âîçìîæíà è äëÿ ðàçðûâà õèìè÷åñêîé ñâÿçè SiC ñ âîäîðîäîì â ñîîòâåòñòâèè ñ ðåàêöèåé H2+O → H2O+9,51 ýÂ, îäíàêî áîëüøîå êîëè÷åñòâî êèñëîðîäà ìîæåò ïðèâîäèòü ê îêèñëåíèþ êðåìíèÿ ñ îáðàçîâà- íèåì ñâÿçè Si+O → SiO+8,35 ýÂ [8], êîòîðóþ òÿæåëî ðàçîðâàòü. Ïîòîìó êîëè÷åñòâî êèñëîðîäà âûáèðàëîñü èñõîäÿ èç ñîîòíîøåíèÿ SF6:Î2≈4:1. Ýòî ïîçâîëèëî ïðîòðàâèòü ìåçàñòðóêòóðû 4ÍSiC, çàùèùåííûå ìàñ- êàìè íèêåëÿ òîëùèíîé 0,5 ìêì, äî ãëóáèíû 4 ìêì çà 140 ìèí ïðè íàïðÿæåíèè àâòîñìåùåíèÿ Uñì= �80 Â, è äî ãëóáèíû 8 ìêì çà 140 ìèí ïðè Uñì= �(50�70) Â. Ñèëà òîêà â ðàçðÿäàõ ñîñòàâëÿëà 7 À. Äëÿ î÷èñòêè ïîâåðõíîñòè îò óãëåðîäà ïðîâîäèëàñü îáðàáîòêà îá- ðàçöîâ â êèñëîðîäíîé ïëàçìå â òå÷åíèå 10 ìèí ïðè íàïðÿæåíèè àâòîñìåùåíèÿ �90 Â è òîêå âûñîêî÷àñ- òîòíîãî ðàçðÿäà 7,5 À. 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Ñ êî ðî ñò ü òð àâ ëå íè ÿ, ì êì /ì èí 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 Äàâëåíèå, òîðð Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè òðàâëåíèÿ êðåìíèÿ îò äàâ- ëåíèÿ ðàáî÷åãî ãàçà â ðåàêòîðå 2,0 1,6 1,2 0,8 0,4 Ñ êî ðî ñò ü òð àâ ëå íè ÿ, ì êì /ì èí 20 40 60 80 Êîëè÷åñòâî ãàçà, îòí. åä. Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè òðàâëåíèÿ êðåìíèÿ îò êîëè÷åñòâà ðàáî÷åãî ãàçà â ðåàêòîðå Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 5 47 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ Ïîñëå âûòðàâëèâàíèÿ ìåçàñòðóêòóðû íà ãëóáèíó 4�6 ìêì íà ïëàñòèíå ìåòîäîì òåðìè÷åñêîãî îêèñ- ëåíèÿ âî âëàæíîì àçîòå ôîðìèðîâàëàñü ïëåíêà SiO2 òîëùèíîé 0,1 ìêì äëÿ çàùèòû ïîâåðõíîñòè ìåçà- ñòðóêòóðû íà ñëåäóþùèõ ýòàïàõ òåõïðîöåññà. Êîíòàêòû ê n+-îáëàñòè ñòðóêòóðû ñîçäàâàëèñü ìàãíåòðîííûì íàïûëåíèåì ñëîÿ íèêåëÿ (0,1 ìêì) ñ îòæèãîì â âàêóóìå ïðè òåìïåðàòóðå 950°Ñ â òå÷åíèå 2 ìèí è ïîñëåäóþùèì ýëåêòðîõèìè÷åñêèì îñàæäå- íèåì íà íåì ñëîÿ çîëîòà òîëùèíîé 3 ìêì. Êîíòàêòû ê p+-îáëàñòè ñîçäàâàëèñü íàïûëåíèåì ìíîãîñëîéíîé ñèñòåìû Al�Ti�Ni�Ti�Au è ôîðìèðî- âàëèñü â äâà ýòàïà. Ñíà÷àëà íàïûëåííûå íà ëèöåâóþ ñòîðîíó ïëàñòèíû ñëîè Al�Ti�Ni îòæèãàëèñü â òå÷å- íèå 2 ìèí â âàêóóìå ïðè òåìïåðàòóðå 950°Ñ. Çàòåì ïðîâîäèëîñü âàêóóìíîå íàïûëåíèå ñèñòåìû Ti�Au. Ïðè îêîí÷àòåëüíîì ôîðìèðîâàíèè êîíòàêòà ìåòîäà- ìè ôîòîëèòîãðàôèè ïðîâîäèëè âûòðàâëèâàíèå SiO2 â îêíàõ è ýëåêòðîõèìè÷åñêîå îñàæäåíèå çîëîòà òîë- ùèíîé 3 ìêì. 1 2 3 100 ìêì 10 ìêì Ðèñ. 4. ×èï 4ÍSiC p�i�n-äèîäà (à) è óâåëè÷åííûé ôðàã- ìåíò ìåçàñòðóêòóðû (á): 1 � êîíòàêòíàÿ ïëîùàäêà ê p+-îáëàñòè; 2 � p+�n-ìåçàñòðóêòóðà; 3 � âûñîêîëåãèðîâàííàÿ n+-ïîäëîæêà Ïëàñòèíà ñ ìåçàñòðóêòóðàìè ðàçðåçàëàñü íà ÷èïû àëìàçíûìè äèñêàìè òîëùèíîé 30 ìêì. Íà ðèñ. 4 ïî- êàçàíà ôîòîãðàôèÿ ÷èïà 4ÍSiC p�i�n-äèîäà ñ ìåçà- ñòðóêòóðàìè, ãäå âèäíî, ÷òî p+�n-ìåçàñòðóêòóðà èìååò öèëèíäðè÷åñêóþ ôîðìó. Â âåðõíåé ÷àñòè ìåçàñòðóê- òóðû ïî ïåðèìåòðó èìååòñÿ òåìíàÿ ïîëîñêà, êîòîðàÿ îãðàíè÷èâàåò âûñîêîëåãèðîâàííûé p+-ñëîé. Ðåëüåô òðàâëåíèÿ n+-ñëîÿ èìååò íåîäíîðîäíîñòè, êîòîðûå îò- ðàæàþò ñòåïåíü íåîäíîðîäíîñòè ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ñâîéñòâ n+-ïîäëîæêè 4ÍSiC. Ïðîôèëü òðàâëåíèÿ êîí- òàêòíîé ïëîùàäêè íà p+-ñëîå ÿâëÿåòñÿ õàðàêòåðíûì äëÿ æèäêîñòíîãî òðàâëåíèÿ è èìååò óãîë íàêëîíà îò- íîñèòåëüíî ïëîñêîñòè p+-ñëîÿ ïîðÿäêà 60°. Íà èçãîòîâëåííûõ âûøåîïèñàííûì ìåòîäîì ìå- çàñòðóêòóðàõ èçìåðÿëèñü âîëüò-àìïåðíûå õàðàêòåðè- ñòèêè ñ ïðÿìûìè è îáðàòíûìè âåòâÿìè ïðè çíà÷åíèÿõ òåìïåðàòóðû 25, 100, 200, 350 è 500°Ñ. Êàê âèäíî èç ðèñ. 5, ïðÿìîå ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ ïðè òîêå 100 ìÀ ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû ñ 25 äî 500°Ñ óìåíü- øàåòñÿ ñ 4,4 äî 3,7 Â, ÷òî îáóñëîâëåíî óìåíüøåíèåì ñîïðîòèâëåíèÿ äèîäà ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû. Îáðàòíûå âåòâè ÂÀÕ èññëåäîâàëèñü äî âåëè÷èíû òîêà 10�4 À. Ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå 4ÍSiC p�i�n-äèî- äû èìåþò îáðàòíîå íàïðÿæåíèå 630 Â, ñ ðîñòîì òåì- ïåðàòóðû îíî óìåíüøàåòñÿ è ïðè 500°Ñ ñîñòàâëÿåò 250 Â. Ïðîöåññ ïåðåêëþ÷åíèÿ p�i�n-äèîäîâ ñ ïðÿìîãî òîêà (60 ìêÀ) íà îáðàòíîå íàïðÿæåíèå (10 Â) èññëåäî- âàëñÿ â èíòåðâàëå òåìïåðàòóðû 25�500°Ñ (ðèñ. 6). Âðåìÿ âîññòàíîâëåíèÿ äèîäà tâ ïðè 25°Ñ ñîñòàâèëî 20 íñ, ïðè 500°Ñ � 35 íñ. Ñ ïîâûøåíèåì òåìïåðàòó- ðû âðåìÿ âîññòàíîâëåíèÿ äèîäà óâåëè÷èâàåòñÿ, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò îá óâåëè÷åíèè ýôôåêòèâíîãî âðåìå- íè æèçíè íåîñíîâíûõ íîñèòåëåé çàðÿäà. Çàêëþ÷åíèå Ðàçðàáîòàííûé íà ïðîìûøëåííîé òåõíîëîãè÷åñêîé áàçå ïðîöåññ ôîðìèðîâàíèÿ ìåçàñòðóêòóð êàðáèäîê- ðåìíèåâûõ p�i�n-äèîäîâ îáåñïå÷èâàåò âûòðàâëèâàíèå ìåçàñòðóêòóð âûñîòîé 4�6 ìêì ïðè ýíåðãèè èîíîâ 50�70 ýÂ, ÷òî èñêëþ÷àåò ðàäèàöèîííûå ïîâðåæäå- íèÿ â ïðèïîâåðõíîñòíûõ ñëîÿõ 4ÍSiC è íå ïðèâîäèò ê ðàñïûëåíèþ çàùèòíûõ ïîêðûòèé èç íèêåëÿ. Ðèñ. 5. Âîëüò-àìïåðíûå õàðàêòåðèñòèêè p�i�n-äèîäà (1� 5 � îáðàòíûå, 6�9 ïðÿìûå âåòâè), èçìåðåííûå ïðè ðàçíîé òåìïåðàòóðå (â °Ñ): 1, 6 � 25; 2 � 100; 3 � 200; 4, 8 � 350; 5, 9 � 500; 7 � 150 10�9 10�7 10�5 �600 �400 �200 1 2 3 4 5 100 60 20 1 2 3 4 9 8 7 6 I îá ð, ì À Uïð, Â Uîáð, Â I ïð , ì À I, ìÀ 40 0 �40 �80 0 10 20 30 40 tâ, íñ Ðèñ. 6. Ôîðìà èìïóëüñîâ òîêà ïðè ïåðåêëþ÷åíèè 4ÍSiC p�i�n-äèîäà èç ïðÿìîãî íàïðàâëåíèÿ â îáðàòíîå, èçìå- ðåííîãî ïðè ðàçíîé òåìïåðàòóðå (â °Ñ): 1 � 25; 2 � 150; 3 � 350; 4 � 500 1 2 3 4 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 5 48 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ÂÀÕ è ïåðåêëþ÷åíèÿ äèîäà ñ ïðÿìîãî òîêà íà îáðàòíîå íàïðÿæåíèå ñâèäå- òåëüñòâóþò î òîì, ÷òî ìåçàñòðóêòóðû 4ÍSiC p�i�n- äèîäîâ, èçãîòîâëåííûå ïî ðàçðàáîòàííîé òåõíîëîãèè, ìîãóò ôóíêöèîíèðîâàòü ïðè âûñîêîé òåìïåðàòóðå � âïëîòü äî 500°Ñ. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. Ëåáåäåâ À. À., Ñáðóåâ Ñ. SiC ýëåêòðîíèêà. Ïðîøëîå, íàñòî- ÿùåå, áóäóùåå // Ýëåêòðîíèêà: Íàóêà. Òåõíîëîãèÿ. Áèçíåñ.� 2006.� ¹ 5.� Ñ. 23�41. 2. Camara N., Zekentes K., Romanov L. P. et al. Microwave p�i�n-diodes and switches based on SiC // IEEE Electron Device Letters.� 2006.� Vol. 27.� N 2.� P. 108�110. 3. Boltovets M. S., Basanets V. V., Camara N. et al. Investigation of packaged high-voltage 4HSiC p�i�n-diodes in the 20�700°Ñ tempe- rature range // TTP Materials Science Forum.� 2006.� Vols. 527� 529.� P. 1375�1378. 4. Êîíîâàë Â. Ì., Óñòàëîâ Â. Â., Ôåäîðîâè÷ Î. À. Ïëàç- ìîõèìè÷åñêèé ðåàêòîð ñ çàìêíóòûì äðåéôîì ýëåêòðîíîâ äëÿ ïðîèçâîäñòâà ýëåìåíòîâ ñ ñóáìèêðîííûìè ðàçìåðàìè // Ìà- òåð. 6-é Ìåæäóíàð. êîíô. «ÑÂ×-òåõíèêà è òåëåêîììóíèêà- öèîííûå òåõíîëîãèè».� Óêðàèíà, ã. Ñåâàñòîïîëü.� 1996.� Ñ. 285�287. 5. Óñòàëîâ Â. Â., Ôåäîðîâè÷ Î. À., Âäîâåíêîâ À. À., Ëåâèöêàÿ Ñ. Ê. Ïëàçìîõèìè÷åñêèé ðåàêòîð ñ íèçêîé ýíåðãèåé èîíîâ äëÿ ñåëåêòèâíîãî òðàâëåíèÿ ìàòåðèàëîâ // Ìàòåð. 10-é Ìåæäóíàð. êîíô. «ÑÂ×-òåõíèêà è òåëåêîììóíèêàöèîííûå òåõíîëîãèè».� Óêðàèíà, ã. Ñåâàñòîïîëü.� 2000.� Ñ. 434�435. 6. Äàíèëèí Á. Ñ., Êèðååâ Â. Þ. Ïðèìåíåíèå íèçêîòåìïåðà- òóðíîé ïëàçìû äëÿ òðàâëåíèÿ è î÷èñòêè ìàòåðèàëîâ.� Ì.: Ýíåð- ãîàòîìèçäàò, 1987. 7. Ëåâèöêàÿ Ñ. Ê., Ôåäîðîâè÷ Î. À., Óñòàëîâ Â. Â. Ñåëåêòèâ- íîå òðàâëåíèå ìíîãîóðîâíåâûõ ñòðóêòóð â ïëàçìîõèìè÷åñêîì ðåàêòîðå ñ íèçêèìè ýíåðãèÿìè èîíîâ // Ìàòåð. 12-é Ìåæäóíàð. êîíô. «ÊðûÌèÊî�2002».� Óêðàèíà, ã. Ñåâàñòîïîëü.� 2002.� Ñ. 371�373. 8. Âåäåíååâ Â. È., Ãóðâè÷ Ë. Â., Êîíäðàòüåâ Â. Í. è äð. Ýíåð- ãèè ðàçðûâà õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé. Ïîòåíöèàëû èîíèçàöèè è ñðîä- ñòâà ê ýëåêòðîíó / Ñïðàâî÷íèê.� Ì.: Õèìèÿ, 1962. ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ Í Î Â Û Å Ê Í È Ã È Çàéêîâ Â. Ï., Êèíøîâà Ë. À., Ìîèñååâ Â. Ô. Ïðîãíîçèðîâàíèå ïîêàçà- òåëåé íàäåæíîñòè òåðìîýëåêòðè÷åñêèõ îõëàæäàþùèõ óñòðîéñòâ. Êí. 1. Îäíîêàñêàäíûå óñòðîéñòâà.� Îäåññà: Ïîëèòåõïåðèîäèêà, 2009.� 120 ñ. Êíèãà ïîñâÿùåíà îöåíêå è ïðîãíîçèðîâàíèþ ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè îäíîêàñêàäíûõ òåðìîýëåêòðè÷åñêèõ îõëàæäà- þùèõ óñòðîéñòâ, êà÷åñòâåííîìó è êîëè÷åñòâåííîìó îïèñà- íèþ ýòèõ ïîêàçàòåëåé â çàâèñèìîñòè îò òîêîâîãî ðåæèìà ðàáîòû òåðìîýëåìåíòà, âåëè÷èíû òåïëîâîé íàãðóçêè, óñëî- âèé ýêñïëóàòàöèè, à òàêæå ñ ó÷åòîì âîçäåéñòâèÿ ïîâûøåí- íîé èëè ïîíèæåííîé òåìïåðàòóðû ñðåäû êàê íà ñòàäèè ïðîåêòèðîâàíèÿ òåðìîýëåêòðè÷åñêîãî óñòðîéñòâà, òàê è íà ñòàäèè åãî ýêñïëóàòàöèè. Êíèãà ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ èíæåíåðîâ, íàó÷íûõ ðàáîòíè- êîâ, à òàêæå ñòóäåíòîâ ñîîòâåòñòâóþùèõ ñïåöèàëüíîñòåé, çàíèìàþùèõñÿ âîïðîñàìè íàäåæíîñòè ýëåìåíòîâ ýëåêòðî- íèêè è â öåëîì ÐÝÀ, è ðàçðàáîòêîé è ïðîåêòèðîâàíèåì òåðìîýëåêòðè÷åñêèõ óñòðîéñòâ. Í Î Â Û Å Ê Í È Ã È Õóäÿêîâ Ã. È. Ñòàòèñòè÷åñêàÿ òåîðèÿ ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåì.� Ì.: Àêàäåìèÿ, 2009.� 400 ñ. Â ó÷åáíîì ïîñîáèè êðàòêî èçëîæåíû ìàòåìàòè÷åñêèå îñíî- âû ñòàòèñòè÷åñêîé òåîðèè ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåì. Ïðåä- ñòàâëåíû îñíîâíûå âåðîÿòíîñòíûå ìîäåëè ñèãíàëîâ è ïî- ìåõ â ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåìàõ. Ðàññìîòðåíû îñíîâû òåî- ðèè ïîèñêà, îáíàðóæåíèÿ è ðàçëè÷åíèÿ ñèãíàëîâ íà ôîíå ïîìåõ, ñòàòèñòè÷åñêîé òåîðèè îïòèìàëüíîãî îöåíèâàíèÿ ïàðàìåòðîâ ñèãíàëîâ, òåîðèè ôèëüòðàöèè è ðàçðåøåíèÿ ïðîñòûõ è ñëîæíûõ ñèãíàëîâ. Îïèñàíû îñíîâíûå ìåòîäû ðàñ÷åòà ñòàòèñòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ïðîñòðàíñòâåííî-âðå- ìåííûõ ðàäèîïîìåõ, ñòîõàñòè÷åñêèõ òðàññ ðàñïðîñòðàíåíèÿ ðàäèîñèãíàëîâ è ýôôåêòèâíûõ ïëîùàäåé ðàññåÿíèÿ ðàäèî- ëîêàöèîííûõ öåëåé. Äëÿ ñòóäåíòîâ ó÷ðåæäåíèé âûñøåãî ïðîôåññèîíàëüíîãî îá- ðàçîâàíèÿ.

Формирование мезаструктур 4НSiC p–i–n-диодов методом ионно-плазменного травления

Institution

Ähnliche Einträge