Спосіб формування точкових нвч-діодів з малим часом переключення і відновлення

Реферат: Винахід належить до галузі електронної техніки, а саме до технології виготовлення мікроелектронних приладів НВЧ-діапазону. Спосіб формування точкових НВЧ-діодів полягає у виготовленні кристала, тримачів кристала, контактної пружини і корпусних деталей. При цьому кристал виготовляють за низькотемпературною гетероепітаксійною плазмовою технологією формування ізотипних n-n+переходів із германію чи арсеніду галію на монокремнієвих підкладках n+типу. Контактну пружину формують із вольфрамово-молібденового дроту і після приварювання до нікелевого тримача кристала, електролітично загострюють до радіуса 10-15 мкм та алюмінують сплавом АКГ0-1-1 (алюміній-кремній-гольмій). Низькотемпературну гетероепітаксію германію чи арсеніду галію здійснюють у плазмовому реакторі електронноциклотронного резонансу. Зменшення розупорядкування між постійними ґратками Si-підкладки та гетерошарів германію чи арсеніду галію - багатозарядною імплантацією германію (Ge++). Стоншення кристалів на Si-підкладках здійснюють хімічним травленням у кислотному травителі та формують на тильній стороні текстурований гетер. Технічним результатом винаходу є зменшення собівартості виготовлення та економія високодефіцитних матеріалів галію і германію. UA 110188 C2 (12) UA 110188 C2 UA 110188 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі електронної техніки, а саме до мікроелектронних приладів НВЧдіапазону. Він може бути використаний в технології формування діодів з дуже малим часом переключення та відновлення, а також граничною частотою, більшою 100 ГГц. Більшість НВЧ-діодів являють собою точкові діоди, випрямлення в яких проходить на контакті метал-напівпровідник. Особливістю таких контактів є можливість випрямлення без інжекції неосновних носіїв в кристал напівпровідника, тобто в базу діода. Саме відсутність інжекції неосновних носіїв приводять до відсутності процесів накопичення і розсмоктування неосновних носіїв в базі діода. Саме такі процеси обмежують частотний діапазон роботи більшості сучасних напівпровідникових діодів. Для виготовлення таких НВЧ-діодів використовують монокристали германію, кремнію або арсеніду галію, які визначають їх параметри. Аналогом технічного рішення, що заявляється, є технологія формування точкових діодів [див. С. Зи "Физика полупроводниковых приборов". М: Мир, 1984 г., Т. 1, с. 69-135]. Тут точкові діоди - це напівпровідникові прилади, в яких використовуються основні носії і які застосовуються в ролі нелінійних елементів у масивних перетворювачах частоти на НВЧ. За своїми детекторними характеристиками такі діоди аналогічні діодам на р-n-переході, але на відміну від останніх - не мають ємності для накопичення заряду неосновних носіїв заряду. Крім того, точковий заряд p-n-перехід зумовлюється не тільки вплавленням металу в напівпровідник, але і зміною його електропровідності під дією тиску контактної пружини. Тобто в області домішкової електропровідності, остання змінюється за рахунок гідростатичного тиску вольфрамової контактної пружини, покритої алюмінієм чи його сплавом, за рахунок: 1) зміни концентрації електронів, що може проходити із-за зміни глибини заміщення домішкових рівнів або ширини забороненої зони з тиском; 2) зміни часу релаксації з тиском, яке може виникати через зміни фононного спектра при деформації кристалічної ґратки; 3) зміни ефективної маси носіїв заряду (електронів). Тому такі точкові діоди широко використовують у перетворювачах частоти, так як при перетворенні з пониженням частоти зміна ємності є небажаною. Як бачимо, дана конструкція і технологія аналога має ряд недоліків, а саме: 1) досить важко забезпечити герметичність керамічної конструкції з малим натіканням; 2) складність у виконанні операції стоншення пластини для товщини кристалів 40 мм; 5) верхня межа температури для германієвих точкових діодів, не перевищує +75 °C, що є досить низькою для активних елементів сучасної мікроелектроніки; 6) таким чином сформований р-n перехід має завищені нестабільні обернені струми, що негативно впливають на їх надійність і безвідмовність. 7) генераційно-рекомбінаційні процеси на точковому сферичному р-n-переході зумовлюють високе значення шуму >2 дБ на частотах >25 ГГц і його нестабільність. -4 8) зважаючи на обмеження ресурсів Ge і Ga (