Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СТРУКТУРА НА АРСЕНИДЕ ГАЛЛИЯ - Патент РФ 2025832
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СТРУКТУРА НА АРСЕНИДЕ ГАЛЛИЯ
СТРУКТУРА НА АРСЕНИДЕ ГАЛЛИЯ

СТРУКТУРА НА АРСЕНИДЕ ГАЛЛИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Применение: изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении ИС на арсениде галлия. Сущность: структура включает субмикронный буферный слой, расположенный между подложкой и субмикронным слоем арсенида галлия n - типа проводимости. Буферный слой выполнен в виде последовательности чередующихся слоев арсенида галлия одного типа проводимости и δ-легированного слоя противоположного типа проводимости, причем поверхностная концентрация легирующей примеси каждого d-слоя удовлетворяет соотношению, приведенному в описании. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2025832
Класс(ы) патента: H01L29/06
Номер заявки: 4934527/25
Дата подачи заявки: 08.05.1991
Дата публикации: 30.12.1994
Заявитель(и): Научно-исследовательский институт физических проблем им.Ф.В.Лукина; Научно-исследовательский институт материаловедения им.А.Ю.Малинина
Автор(ы): Гергель В.А.; Ильичев Э.А.; Лукьянченко А.И.; Полторацкий Э.А.; Родионов А.В.; Шамхалов К.С.; Федоренко А.В.
Патентообладатель(и): Государственный научно-исследовательский институт физических проблем им.Ф.В.Лукина
Описание изобретения: Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении ИС на арсениде галлия.
Известна структура для ИС на арсениде галлия, включающая субмикронный слой из нелегированного арсенида галлия, расположенная между субмикронным слоем арсенида галлия n-типа проводимости и полуизолирующей подложкой [1]. Упомянутый нелегированный слой называют буферным слоем, так как его функциональное назначение блокировать распространение дефектов подложки и акцепторной примеси, в ней содержащейся, в слой n-типа проводимости (в активный слой). В указанной структуре электрическая изоляция изготовленных активных элементов ИС (например, полевых транзисторов Шоттки) осуществляется посредством радиационных дефектов, генерируемых в слое n-типа проводимости в пространстве между активными элементами ИС (имплантация протонов либо бора с высокой энергией), а изоляция активных элементов по толще подложки предполагается обеспеченной за счет использования полуизолирующей подложки (уд. сопр. ≈1010 Ом ˙мм).
Однако на практике изоляция элементов по подложке оказывается неудовлетворительной, что проявляется при рабочих режимах в возникновении паразитных связей между активными топологически несвязанными элементами. Указанный эффект определяют как паразитное управление на подложке (ЭУП). В результате выход годных ИС на арсениде галлия не превышает 1-3%.
Проведенные нами исследования стандартных структур для ИС показали, что конкретные проявления эффектов паразитного управления связаны с особенностями генерационно-рекомбинационных процессов, протекающих с участием двух типов ловушек в полуизолирующих подложках. Основной причиной модуляции является накопление отрицательного заряда вблизи границы канал (подложка из-за эмиссии дырок с ловушек с энергией 0,78 эВ по механизму Френкеля-Пула. Влияние донорного центра (неконтролируемый "фоновый" уровень проявляется в пороговом характере эффектов модуляции, а также во временной задержке переднего фронта импульса тока стока в динамическом режиме работы ИС. Пороговые величины напряжений для ЭУП, обеспечиваемые донорными "фоновыми" ловушками, незначительны (2-3В), что не способствует устойчивости работы ИС из-за ЭУП.
Попытки заменить характер компенсирующей примеси в подложке (например, акцепторные центры, связанные с хромом, заменить на центры типа ЕL2) потребовали более тонкого владения ростовой технологией и в настоящее время пока не привели к успеху [2]. Связано это с тем, что помимо ЕL2 центров в подложке возникают неконтролируемые глубокие центры акцепторной природы, приводящие к ЭУП.
Целью изобретения является устранение эффекта паразитного управления по подложке, для чего в структуре, содержащей буферный субмикронный слой GaAs, расположенный между субмикронным слоем n-типа проводимости и полуизолирующей подложкой, буферный слой выполняют в виде чередующейся последовательности слоев одного типа проводимости и δ-легированных слоев противоположного типа проводимости, а соотношения между поверхностной концентрацией Nδр каждого из δ-слоев и произведением концентрации Nn на толщину dn в каждом из нелегированных слоев таково:
N δp = Nn x dn.
Положительный эффект от введения буферных слоев в виде чередующихся слаболегированных δ-слоев одного типа проводимости и слоев другого типа проводимости заключается в их взаимном обеднении за счет контактной разности потенциалов между ними. Это позволяет удалить активный слой, на котором сформированы ИС, от подложки на расстояния γn x dn, где γ- число пар слоев, например, δр--n-, а dn-≈0,7 мкм - предельная толщина буферного слоя в прототипе (Nn≈5 ˙1014 - 1015 см-3).
Исследования показали, что реально указанным способом удается удалить активный слой на 2,5-3,0 мкм от подложки, т.е. от области локализации заряда, генерируемого с ловушек подложки, это приводит к ослаблению абсолютных величин изменения заряда в активном слое в отношении толщин буферных слоев прототипа и заявляемой структуры:
= = = γ.
Кроме того, за счет падения части напряжения на толще буферного слоя также произойдет увеличение порога ЭУП (удельное сопротивление буферного слоя из решетки δр--n- слоев ≥109 Ом˙см), что при четырех периодах составляет значения > 10 кОм для площади паразитного электрода ≈20 мкм2.
На чертеже изображена предлагаемая структура.
На полуизолирующей подложке 1 расположены последовательно чередующиеся нелегированные слои 2 n-типа проводимости, толщиной 0,7 мкм с концентрацией фоновой примеси донорного типа ≈1015см-3 и слаболегированные δр- слои 3 с концентрацией акцепторов ≈5˙1010 см-2, повторенные четыре раза, затем слой 4 n-типа проводимости с концентрацией ≈1017 см-3 и толщиной ≈0,22 мкм.
Результаты измерения ЭУП в таких структурах дали величину пороговых напряжений для ЭУП свыше - 15В при комнатных температурах в условиях фоновых освещений.
Технические преимущества заявляемой структуры перед прототипом заключаются в повышении плотности интеграции ИС и увеличении выхода годных ИС на арсениде галлия, так как плотность расположения активных элементов в плоскости пластины уже не будет ограничиваться предельными пороговыми полями ЭУП.
Формула изобретения: СТРУКТУРА НА АРСЕНИДЕ ГАЛЛИЯ, включающая субмикронный буферный слой, расположенный между подложкой и субмикронным слоем арсенида галлия n-типа проводимости, отличающийся тем, что, с целью уменьшения эффекта паразитного управления по подложке, буферный слой выполнен в виде последовательно чередующихся слоев арсенида галлия одного типа проводимости, и δ -легированного слоя противоположного типа проводимости, при этом поверхностная концентрация легирующей примеси каждого δ-слоя удовлетворяет соотношению
Nδp= Ndn, ,
где Nδp - поверхностная концентрация легирующей примеси δ - слоя, см-2;
Ndn - концентрация легирующей примеси, см-3, и толщина слоя с другим (по отношению к δ -слою) n- типом проводимости.