LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Формування і дослідження термостійких омічних та бар'єрних контактів до НВЧ приладів на основі GaAs

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ

ім. в.Є.Лашкарьова





СТОВПОВИЙ МИХАЙЛО ОЛЕКСІЙОВИЧ




УДК 621.328.2





ФОРМУВАННЯ І ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕРМОСТІЙКИХ ОМІЧНИХ ТА БАР'ЄРНИХ КОНТАКТІВ ДО НВЧ ПРИЛАДІВ НА ОСНОВІ GaAs



05.27.06 - технологія, обладнання та виробництво електронної техніки





Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук






Київ – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова Національної Академії наук України


Науковий керівник:

кандидат фізико-математичних наук

Міленін Віктор Володимирович,

Інститут фізики напівпровідників НАН України,

провідний науковий співробітник

Офіційні опоненти:

доктор фіз.-мат. наук, професор

Литовченко Петро Григорович,

Інститут ядерних досліджень НАН України,

головний науковий співробітник


доктор фіз.-мат. наук, професор

Чайка Василь Євгенович,

Міністерство освіти і науки України, м. Київ,

Київський Університет зв'язку і телекомунікаційних технологій

Провідна установа:


Інститут металофізики ім. Г.В.Курдюмова

НАН України, м. Київ

Захист відбудеться 29 квітня 2005 р. о 1415 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради

К 26.199.01 в Інституті фізики напівпровідників НАН України за адресою: 03028, Київ - 28, проспект Науки, 45


З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституті фізики напівпровідників НАН України (03028, Київ - 28, проспект Науки, 45).


Автореферат розісланий 28 березня 2005 р.


Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

кандидат фізико-математичних наук Охріменко О.Б.


Загальна характеристика роботи


Актуальність теми. Розвиток арсенідгалієвої НВЧ мікроелектроніки вимагає удосконалення технології створення контактів метал-напівпровідник, ключових елементів цих виробів. Властивості контактів визначають електричні характеристики приладів (діапазон робочих частот, рівень шумів та ін.), їх стабільність і межі інтеграції, можливості забезпечення надійної групової технології їхнього виробництва.

До основних характеристик контактів варто також віднести їхню стабільність і надійність, що могли б забезпечити нормальну роботу мікроелектронного виробу протягом тривалого часу. Ці питання значною мірою пов'язані з технологією виготовлення приладу і металізації, яка використовується; для досліджуваних у роботі польових транзисторів вони ще знаходяться в стадії вирішення, хоча до даного часу і досягнуті значні успіхи у вивченні фізико-хімічних процесів, що протікають у контактах метал-арсенід галію та визначають їх електрофізичні параметри. Проте, детальні механізми взаємодії між металами і напівпровідником, вид і кількість продуктів реакцій ще не вивчені для жодної з контактних систем такою мірою, щоб можна було цілеспрямовано керувати цими процесами і підбирати контактуючі пари для забезпечення в одних випадках стабільності вольт-амперної характеристики і збереження бар'єрних властивостей, а в інших - низьких питомих контактних опорів при впливі різних фізичних факторів, в тому числі і високих температур.

Одним із шляхів підвищення термічної стійкості контактів є або усунення рушійних сил, відповідальних за внутрішні структурно-хімічні перебудови в контакті, або різке уповільнення їхнього протікання.

Технологічні методи виготовлення контактів, що забезпечують необхідні параметри міжфазних кордонів в "традиційних" арсенідгалієвих приладах мікроелектроніки, повинні бути скоректовані при виготовленні контактів приладів, що використовують тонкі епітаксійні шари сполук АIIIBV, – польових транзисторів з високою рухливістю електронів (high electron mobility transistor - НЕМТ). Технологія створення омічних контактів до прихованих шарів у багатошаровій структурі вимагає добору системи металізації і умов термообробки, що впливає на взаємну дифузію компонентів контактуючих шарів і глибину проникнення атомів металу. Ці фактори, а також проблема підвищення стабільності контактів у приладах такого типу, вивчені недостатньою мірою. Крім того, існують певні методичні труднощі в оцінці якості одержуваних омічних контактів, тому що вимога мінімального питомого контактного опору до напівпровідника неадекватна вимозі мінімального опору приладової структури.

Значний інтерес для технології виготовлення контактів становить також пошук зовнішніх впливів, альтернативних термічним, котрі дозволяли б контрольованим чином змінювати властивості контактів. За простотою реалізації, можливістю використання зразків різної геометричної форми найбільш перспективним є використання в цих цілях –опромінення. Встановлено, що така обробка контактів метал-напівпровідник у ряді випадків супроводжується поліпшенням їхніх параметрів. Однак, специфіка інтегральної дії на масиви приладів, як і на переходи метал-напівпровідник у багатошарових епітаксійних напівпровідникових структурах досліджені недостатньо, не визначені оптимальні режими і закономірності зміни параметрів при опроміненні таких об'єктів.

Сформовані вище проблеми визначили мету даної роботи. Її рішення є актуальним як з наукової, так і з практичної точок зору.

Зв'язок роботи з науковими програмами.Дисертаційна робота виконувалася в рамках таких тем:

"Дослідження та моделювання нерівноважних електронних процесів, масопереносу та стимульованих структурно-фазових перетворень на поверхні напівпровідника та шаруватих структур і розробка на їх основі нових приладів і технологій", 1995-1999 р.р. (Постанова Бюро ВФА НАН України ? 9 від 20.12.1994 р., номер держреєстрації 0195U008108).

"Розробка фізичних методів керування електронною структурою надтонких шарів напівпровідникових матеріалів з метою створення НВЧ надчутливих арсенідгалієвих приладів", 1999-2000 р.р. (Постанова міністерства України у справах науки та технологій № 70а від 12.03.1999 р., номер держреєстрації 0199U003070).

"Фізичні і фізико-технічні основи створення напівпровідникових матеріалів і функціональних елементів для систем сенсорної техніки", 2000-2002 р.р. (Постанова Бюро ВФА НАН України № 12 від 11.11.1999 р., номер держреєстрації 0100U000148).

Мета роботи полягала в розробці оптимізованої технології і дослідженні термостійких бар'єрних і омічних контактів для НВЧ приладів на основі сполук АIIIBV.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання:

Вивчити особливості фазових і морфологічних перетворень при напиленні Ti на реальну поверхню GaAs, що визначають електрофізичні властивості контактів та їх термостійкість.

Дослідити термостійкість омічних і бар'єрних контактів, які мають в складі металізації антидифузійні бар'єри на основі нітридів і боридів тугоплавких металів.

Вивчити особливості технології омічних контактів НЕМТ, визначити критерій оптимальності технології таких контактів.

Дослідити можливість застосування -опромінення для поліпшення параметрів і підвищення відсотка виходу придатних польових транзисторів з бар'єром Шотткі (ПТШ).

Об'єктом дослідження є процеси зміни атомної структури, морфології, електрофізичних характеристик і хімічного складу міжфазних кордонів метал-напівпровідник при термообробці і g-опроміненні Co60, а предметом досліджень були обрані ПТШ і тестові структури омічних і бар'єрних контактів на GaAs і GaAs-AlGaAs.

У роботі використані такі методи дослідження: метод вольт-амперних характеристик (ВАХ)