ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ГЕТЕРУВАННЯ СТРУКТУРНИХ ДЕФЕКТІВ ДИФУЗІЙНИМ ЛЕГУВАННЯМ У ВИРОБНИЦТВІ КРЕМНІЄВИХ ДІОДІВ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32782/tnv-tech.2024.5.30

Ключові слова:

варикап, гетерування, дифузія бору, дефекти упакування, зворотний струм, домішки

Анотація

Варикап – це напівпровідниковий діод, дія якого заснована на використанні залежності ємності від зворотної напруги і який призначений для застосування як елемент із електрично керованою ємністю. Як керована ємність використовується бар'єрна (зарядова) ємність р – n переходу. Дифузійна ємність не підходить для цієї цілі, так як вона проявляється при прямому зміщенні p-n переходу, коли рівень прямого струму через діод великий, отже, для керування величиною дифузійної ємності необхідно витрачати значну потужність джерела живлення. В той же час на зміну величини бар’єрної ємності при зворотному включені варикапу витрачається зовсім незначна потужність джерела живлення. Однак незважаючи на широке застосування, вартість варикапів залишається порівняно високою із-за низького виходу придатних варикапів, що визначається істотною залежністю зворотних характеристик варикапів від щільності структурних дефектів і домішок важких металів в їх активних областях. В статті розглянуті причини та механізми деградації зворотних характеристик варикапа. Встановлено, що головною причиною низького відсотка виходу придатних досліджуваних варикапів є окислювальні дефекти упакування, що утворюються в кремнієвих структурах в процесі проведення високотемпературних технологічних операцій. Для запобігання утворенню ОДУ, які були виявлені в епітаксійних структурах після термічного окислення, або зменшення їх щільності необхідно було вибрати ефективний метод гетерування. Так як ОДУ утворюються, починаючи з першої високотемпературної технологічної операції – термічного окислення, то очевидно, що слідує використовувати гетерування уже на самому початку технологічного маршруту виготовлення варикапа. Проведені дослідження показали, що найбільш ефективним методом запобігання утворенню структурних дефектів в епітаксіальних шарах є створення гетеруючої області на зворотному боці підкладок за допомогою проведення дифузії бору в неробочу сторону пластин перед їх термічним окисленням. Робота присвячена дослідженню порівняльної ефективності використання методу гетерування проведенням додаткової дифузії бору в неробочу сторону пластин: стандартного методу, який здійснюється після термічного окислення пластин, та модернізованого методу, який здійснюється перед термічним окисленням пластин, на рівень зворотного струму варикапних структур та відсоток виходу придатних приладів. Наведено експериментальні результати дослідження впливу на зворотну характеристику варикапа кожного з досліджувальних процесів гетерування, а також проаналізовано можливі механізми цього впливу.

Посилання

Milnes A. G. Deep Impurities In Semiconductors. John Wiley & Sons, New York, 1973. 526 p.

Meda L., Gerofolini G.F., Queirodo Gr. Impurities аnd defects in silicon single crystal // Progress Crystal Growth and Characterization, 1987. Vol. 15. № 2. P. 97-131.

Ravi К.V. Imperfections and Impurities in Semiconductor Silicon. John Wiley & Sons, New York, 1981. 379 p.

Литвиненко В.М., Богач М.В. Моделювання процесів гетерування швидкодифундуючих домішок в технології діодів Шотткі. Вісник ХНТУ, 2019. Т. 68. № 1. С. 25-33.

Lecrosnler D., Paugam J., Richou F. et al. Influence of phosphuuuorus-induced point defects on a gold– gettering mechanism in silicon // J. Appl. Phys., 1980. Vol. 51. № 2. P. 1036-1040.

Renschi S. Durability of mechanical damage gettering effect in Si wafers // Japanese Journal of Applied Physies, 1984. Vol. 23, №8. Pt.1. P. 959-964.

Литвиненко В.М. Фізика та технологія напівпровідникових діодів: монографія. Херсон : ФОП Вишемирський В.С, 2018. 184 с.

Литвиненко В.М., Волос О.О., Шутов С.В., Самойлов М.О. Оптимізація технології виготовлення варикапів з омічними контактами на основі Ni та Al // Біомедична інженерія та електроніка. № 5, 2017. С. 120-131.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-30

Як цитувати

Литвиненко, В. М. (2024). ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ГЕТЕРУВАННЯ СТРУКТУРНИХ ДЕФЕКТІВ ДИФУЗІЙНИМ ЛЕГУВАННЯМ У ВИРОБНИЦТВІ КРЕМНІЄВИХ ДІОДІВ. Таврійський науковий вісник. Серія: Технічні науки, (5), 263-269. https://doi.org/10.32782/tnv-tech.2024.5.30

Номер

Розділ

ГІДРОТЕХНІЧНЕ БУДІВНИЦТВО, ВОДНА ІНЖЕНЕРІЯ ТА ВОДНІ ТЕХНОЛОГІЇ

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають