ПОКРАЩАННЯ ЗВОРОТНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВИСОКОВОЛЬТНОГО ВАРИКАПА ПРИ ВИКОРИСТАННІ ГЕТЕРУВАННЯ

Анотація

Варикап – напівпровідниковий діод, робота якого заснована на залежності бар’єрної ємності p-n-переходу від зворотної напруги. Робота варикапа актуальна при перебудові частоти вузлів в електроапаратурі. Пристрої використовуються в частотозадавальних ланцюгах, оскільки дозволяють швидко і просто змінювати робочу частоту. Таке можливо, завдяки зміні ємності системи, яка змінюється при зміні керуючої напруги. Варикапи включені в схеми радіоприймачів і бездротових модулів для передачі даних, використовуються в пристроях, де задіяні частотозалежні ланцюги. Однак незважаючи на широке застосування, вартість варикапів залишається порівняно високою із-за низького виходу придатних варикапів, що пояснюється високим рівнем зворотного струму приладів. В статті розглянуті причини та механізми деградації зворотних характеристик високовольтного варикапа. Показано, що причиною низького виходу варикапів 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 окислювальні дефекти упакування, що утворюються в активних областях варикапних структур в процесах проведення високотемпературних операцій, а також поверхневі ефекти за рахунок домішкових забруднень. Проведені дослідження показали, що найбільш ефективним методом запобігання утворенню структурних дефектів в епітаксіальних шарах є створення гетеруючої області на зворотному боці підкладок за допомогою імплантації в неї іонів фосфору. Детально розглянута запропонована технологія виготовлення структур варикапів з використанням двостороннього гетеруванням за допомогою імплантації іонів фосфору в зворотну сторону пластин та проведення додаткової дифузії бору в робочу сторону пластин. Наведено експериментальні результати дослідження впливу на зворотну характеристика варикапу двостороннього гетерування, а також проаналізовано можливі механізми цього впливу. Показана ефективність запропонованої технології з використанням гетерування щодо зниження рівня зворотних струмів і підвищення виходу придатних приладів.