Спосіб контролю якості катодного контакту діодів ганна

Спосіб контролю якості катодного контакту діодів Ганна, який полягає в тому, що на напівпровідниковій пластині формують омічні контакти, за допомогою зондового блока, який дозволяє пропускати струм через досліджувану мезаструктуру і закорочені сусідні мезаструктури, вимірюють ВАХ (вольт-амперні характеристики), прикладаючи до досліджуваної мезаструктури імпульси напруги з послідовно зростаючою амплітудою однієї і іншої полярності, з ВАХ визначають порогову напругу Uпор , пороговий струм - Іпор , мінімальний струм Корисна модель належить до способів вимірювання параметрів напівпровідникових надвисокочастотних (НВЧ) приладів, зокрема діодів Ганна. Діоди Ганна успішно використовуються протягом 50 років як мікрохвильові генератори. Вони служать як стабільні та дешеві мікрохвильові джерела там, де це потрібно. Діоди Ганна зайняли численні ніші в техніці НВЧ, включаючи зв'язок: змішувачі приймаючих сигналів та сигналу гетеродина, генератори накачки для параметричних підсилювачів, генератори для радіозв'язку та джерела мікрохвильових коливань в військових та цивільних радарах. Також використовуються як комерційні сенсори швидкості, напрямку, відстані та в датчиках рівня безпеки. Пристрої з генератором Ганна також використовують в системах запобігання зіткненню транспортних засобів та контролю місцезнаходження об'єктів, що рухаються. Для безвідмовної роботи пристроїв і систем з діодом Ганна необхідним є прогнозування строку безвідмовної роботи приладу при заданих вихідній потужності, робочій частоті та коефіцієнті корисної дії. В виробництві напівпровідникових приладів існує система контролюючих параметрів, яка є невід'ємною частиною технологічного маршруту їх виготовлення. Відомі способи та пристрої для післяопераційного контролю і виявлення ненадійних діодів Ганна на різних стадіях виготовлення відображені в ряді патентів, наприклад [1]. Технічне рішення, розглянуте в цьому джерелі інформації, дає змогу вимірювати вольт-амперні характеристики (ВАХ) і опір діодів Ганна в імпульсному режимі. Запропоновані критерії діагностики засновані на статичному аналізі зв'язку параметр - вихідна характеристика діода. Показано існування залежності між Іmin , напругу пробою - Uпроб , придатними визнають структури, в яких Uпроб / Uпор  10 і Іпор / Imin  1 , який відрізняється тим, що на напів провідниковій пластині формують омічні контакти різного діаметра, з ВАХ визначають величину напруги 2  Uпор і величину струму U2пор , що відповідає цій напрузі, напругу нелінійності - Uн , додат де     1 1  І2пор / Іпор  2 1  І2пор / Іпор   коефіцієнт корисної дії діода, визначають прогнозовану вихідну потужність Pвих діода Ганна, відповідно до отриманих даних підбирають діаметр катодного контакту, враховуючи вимоги, що висуваються до готового діода. U Pвих  2Uпор  І2пор  , (13) Іпор  I2пор  0,01A , за допомогою формули і 65725 Uн  0,2 B з (11) структури UA відбраковують (19) ково 3 пороговою напругою та частотою генерації. В результаті аналізу динаміки зміни форми ВАХ в процесі виготовлення діодів Ганна встановлено, що найбільш чутливими параметрами ВАХ до відхилення технологічних процесів є пробивна напруга Uпpoб та пороговий струм Іпор. Для реалізації цього способу діагностики запропонована оригінальна зондова система [2]. Зондова система забезпечує надійне підключення напівпровідникової структури до вимірювальної частини, що і забезпечує надійну діагностику з високою достовірністю. Найбільш близьким до заявленої корисної моделі є технічне рішення [3], яке взяте за прототип. Спосіб контролю діодів Ганна в процесі виготовлення, заснований на знятті ВАХ мезаструктур і визначенні порогового струму Іпор, мінімального струму Імін, напруги пробою Unpoб та порогової напруги Uпop. Придатними визнають мезаструктури, у яких Uпpoб/Uпop>10; Іпор/Іmin>1. Таким чином, визначаючи Іпор, Imіn, ипроб та Uпop вдається відбракувати низькоефективні та потенційно ненадійні мезаструктури до виготовлення готового приладу, що заощаджує час, матеріали та робочу силу. Незважаючи на високу ефективність контролю діодів Ганна таким способом, розглянутий пристрій має такі недоліки: 1. Спосіб забезпечує контроль діодів на пізній стадії технологічного процесу - після формування мезаструктури з контактною системою. 2. Низька продуктивність внаслідок необхідності контролю кожної мезаструктури окремо. 3. В знятих ВАХ недостатня інформація про якість катодного контакту. До браку катодного контакту вірогідно можуть привести наступні фактори: 1. Відхилення від необхідних параметрів концентрації носіїв і товщини активного шару початІІІ V кової епітаксійної структури А B . 2. Відхилення від оптимальних товщин елементів контактної системи при послідовному нанесенні шарів. 3. Відхилення від режимів термообробки в процесі формування катодного контакту. Задачею корисної моделі є контроль якості катодного контакту діодів Ганна на ранніх стадіях виготовлення, підвищення продуктивності процесу контролю, покращення надійності та достовірності вимірювань. Поставлена задача вирішується у способі, який полягає в тому, що на напівпровідниковій пластині формують омічні контакти, за допомогою зондового блока, який дозволяє пропускати струм через досліджувану мезаструктуру і закорочені сусідні мезаструктури, вимірюють ВАХ, прикладаючи до досліджуваної мезаструктури імпульси напруги з послідовно зростаючою амплітудою однієї і іншої полярності, з ВАХ визначають порогову напругу - Uпop, пороговий струм - Іпор, мінімальний струм - Imіn, напругу пробою - Unpоб, придатними визнають структури, в яких Uпроб/Uпор>10 і Іпор/Іmіn>1, який відрізняється тим, що на напівпровідниковій пластині формують омічні контакти різного діаметра, з ВАХ визначають величину напруги 2·Uпop і величину струму І2пор. Що відповідає цій напрузі, напругу нелінійності - Uн, додатково відб 65725 4 раковують структури з Uн>0,2 В і Іпор-І2пор0,2 В, відбраковуються як ненадійні. Наявність такої нелінійної ділянки на початку ВАХ вказує на метастабільність катодного контакту. Нестабільний у часі контакт призводить до виходу з ладу діода Ганна та пристрою, в який він включений. Величина порогової напруги Uпop знаходиться при максимальному струмі Іпор через мезаструктуру, Фіг. 2. Величина порогового струму І2пор відповідає подвійному значенню порогової напруги 2Uпop. Параметри Uпop, 2Uпop, Іпор та І2пор характеризують від'ємний диференційний опір діодної структури з катодним контактом. Різниця величини струму І=Іпор-І2пор