ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ НАДВИСОКОЧАСТОТНОГО ДІОДА

Анотація

Надвисокочастотний напівпровідниковий діод (НВЧ-діод) – це напівпровідниковий діод, призначений для перетворення і обробки надвисокочастотного сигналу. Напівпровідникові НВЧ-діоди застосовують в різній радіоелектронній апаратурі і вимірювальній техніці НВЧ-діапазону, тобто на частотах більше 300 МГц. Спочатку НВЧ-діоди використовували для детектування і змішування сигналів. Для цих цілей застосовували точкові діоди, випрямляючий електричний перехід в яких виникав між кристалом напівпровідника і притискним металевим електродом у вигляді загостреної пружинки. Створені останнім часом нові типи НВЧ-діодів практично цілком замінили точкові детекторні і змішувальні діоди. Вони дають можливість вирішувати завдання генерації і посилення електромагнітних коливань НВЧ-діапазону, множення частоти, модуляції, регулювання, обмеження сигналів тощо. Однак незважаючи на широке застосування, вартість НВЧ-діодів залишається порівняно високою із-за низького виходу придатних діодів, що пояснюється високим рівнем зворотного струму приладів. В статті розглянуті причини та механізми деградації зворотних характеристик надвисокочастотних діодів. Показано, що причиною низького виходу діодів являється суттєвий вплив на їх зворотні характеристики структурних дефектів і посторонніх домішок та якості поверхні варикапних структур. Встановлено, що головною причиною низького відсотка виходу придатних досліджуваних варикапів є епітаксіальні дефекти упакування у вихідних епітаксіальних структурах та окислювальні дефекти упакування, що утворюються в активних областях варикапних структур в процесах проведення високотемпературних операцій. Проведені дослідження показали, що найбільш ефективним методом запобігання утворенню структурних дефектів в епітаксіальних шарах є створення гетеруючої області на зворотному боці підкладок за допомогою її обробки Nd – лазером. Детально розглянута запропонована технологія виготовлення структур діодів з використанням гетерування областю гетера, створеною на зворотній стороні кремнієвої підкладки за допомогою обробки її лазером перед осадженням епітаксіального шару. Наведено експериментальні результати дослідження впливу гетерування на зворотну характеристику НВЧ-діода, а також проаналізовано можливі механізми цього впливу. Показана ефективність запропонованої технології з використанням гетерування щодо зниження рівня зворотних струмів і підвищення відсотка виходу придатних приладів.