RU2570099C1 - Manufacturing method of semiconductor heterostructure - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor heterostructure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2570099C1 RU2570099C1 RU2014132363/28A RU2014132363A RU2570099C1 RU 2570099 C1 RU2570099 C1 RU 2570099C1 RU 2014132363/28 A RU2014132363/28 A RU 2014132363/28A RU 2014132363 A RU2014132363 A RU 2014132363A RU 2570099 C1 RU2570099 C1 RU 2570099C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- mmol
- temperature
- arsine
- trimethylgallium
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к электронной технике СВЧ, в частности к способам изготовления полупроводниковых гетероструктур, предназначенных, прежде всего, для мощных полевых транзисторов СВЧ.The invention relates to electronic microwave technology, in particular to methods for manufacturing semiconductor heterostructures, designed primarily for high-power microwave field effect transistors.
Как известно, полупроводниковые структуры арсенида галлия (GaAs) до недавнего времени являлись основными полупроводниковыми структурами для полевых транзисторов СВЧ.As is known, until recently, semiconductor structures of gallium arsenide (GaAs) were the main semiconductor structures for microwave field effect transistors.
Быстродействие таких полевых транзисторов с субмикронными длинами канала составляет 10-12 ГГц.The speed of such field effect transistors with submicron channel lengths is 10-12 GHz.
Существенный прогресс в части повышения быстродействия обеспечило изобретение полупроводниковых гетероструктур, представляющих собой последовательность слоев, активная область которых состоит из легированных широкозонных и нелегированных узкозонных слоев.Significant progress in terms of improving performance was provided by the invention of semiconductor heterostructures, which are a sequence of layers, the active region of which consists of doped wide-gap and undoped narrow-gap layers.
Это обеспечивает существенное увеличение быстродействия таких полевых транзисторов (до 100 ГГц и более).This provides a significant increase in the speed of such field-effect transistors (up to 100 GHz or more).
Известен способ эпитаксиального выращивания слоев полупроводниковых соединений типа III-V, в том числе эпитаксиальных структур, плазмохимический, в котором с целью повышения качества и расширения функциональных возможностей в вакуумной камере, в которой поддерживается плазма при таких значениях плотности и давления, при которых частицы газов и металлов диффузно распространяются в плазменной области, испаряют по меньшей мере один металл, активируют частицы газа и металла, затем осуществляют реакции между парами металлов и высокоактивными газами неметаллических элементов, в результате которых на нагретой подложке, погруженной в плазму, выращивают слой полупроводникового соединения [1].A known method of epitaxial growth of layers of semiconductor compounds of type III-V, including epitaxial structures, plasma-chemical, in which, in order to improve the quality and expand the functionality in a vacuum chamber, in which the plasma is maintained at such values of density and pressure at which gas particles and metals diffusely propagate in the plasma region, vaporize at least one metal, activate gas and metal particles, then carry out reactions between metal pairs and are highly active gases of nonmetallic elements, as a result of which a layer of a semiconductor compound is grown on a heated substrate immersed in a plasma [1].
Данный способ отличается высокой плотностью дефектов полупроводниковой гетероструктуры, обусловленной наличием в газовой фазе плазмы, приводящей к нарушению поверхности полупроводниковой гетероструктуры и соответственно низкому выходу годных.This method is characterized by a high density of defects in the semiconductor heterostructure, due to the presence in the gas phase of the plasma, leading to a violation of the surface of the semiconductor heterostructure and, accordingly, low yield.
Известен способ изготовления полупроводниковой структуры молекулярно-лучевой эпитаксией, основанный на испарении напыляемых материалов из твердого состояния, включающий формирование легированного слоя путем резистивного нагрева электрическим током источника материала, легированного примесью, в котором с целью повышения качества полупроводниковых структур формирование легированного слоя полупроводниковой структуры осуществляют одновременным испарением основного нелегированного материала и основного материала, легированного примесью.A known method of manufacturing a semiconductor structure by molecular beam epitaxy, based on the evaporation of the sprayed materials from a solid state, comprising forming a doped layer by resistively heating an electric source of an alloyed material with impurity, in which, in order to improve the quality of semiconductor structures, the formation of a doped layer of a semiconductor structure is carried out by simultaneous evaporation basic unalloyed material and basic alloyed material Rimes.
При формировании легированного слоя полупроводниковой структуры поддерживают постоянной плотность потока основного материала путем подбора электрического тока, пропускаемого через источник этого материала, и электрического тока, пропускаемого через источник материала, легированного примесью.When forming a doped layer of the semiconductor structure, the flux density of the base material is kept constant by selecting the electric current passed through the source of this material and the electric current passed through the source of the material doped with impurity.
При уменьшении или увеличении тока через источник нелегированного материала соответственно увеличивают или уменьшают электрический ток через источник материала, легированного примесью [2] - прототип.When reducing or increasing current through a source of undoped material, respectively, increase or decrease electric current through a source of material doped with an impurity [2] - prototype.
Данный способ - молекулярно-лучевой эпитаксии по сравнению с первым аналогом (плазмохимическим способом) обеспечивает снижение плотности дефектов, обусловленных наличием плазмы.This method of molecular beam epitaxy compared to the first analogue (plasma-chemical method) provides a decrease in the density of defects due to the presence of plasma.
Однако данный способ в силу использования метода резистивного нагрева, приводящего к нестабильности во времени испарения напыляемых материалов, отличается низкой воспроизводимостью параметров и соответственно низким выходом годных.However, this method, due to the use of the resistive heating method, which leads to instability in time of evaporation of the sprayed materials, is characterized by low reproducibility of parameters and, accordingly, low yield.
Техническим результатом изобретения является повышение выхода годных путем обеспечения воспроизводимости заданных функциональных свойств и характеристик слоев полупроводниковой гетероструктуры и повышение выходной мощности и выхода годных полевых транзисторов СВЧ.The technical result of the invention is to increase the yield by ensuring the reproducibility of the specified functional properties and characteristics of the layers of the semiconductor heterostructure and increase the output power and output of the suitable microwave field-effect transistors.
Указанный технический результат достигается заявленным способом изготовления полупроводниковой гетероструктуры для мощного полевого транзистора СВЧ, включающим расположение предварительно обработанной монокристаллической полуизолирующей подложки арсенида галлия на подложкодержатель в реакторе газофазной эпитаксии, запуск газа-носителя - водорода, нагрев подложкодержателя до рабочей температуры, запуск ростовых технологических газов и последующее наращивание в едином технологическом цикле последовательности слоев заданной полупроводниковой гетероструктуры, в котором каждый из последовательности слоев заданной полупроводниковой гетероструктуры наращивают при следующих технологических режимах -The specified technical result is achieved by the claimed method of manufacturing a semiconductor heterostructure for a high-power microwave field-effect transistor, including arranging a pre-processed single-crystal semi-insulating gallium arsenide substrate on a substrate holder in a gas-phase epitaxy reactor, launching a carrier gas - hydrogen, heating the substrate holder to operating temperature, starting growth technological gases and subsequent building up in a single technological cycle the sequence of layers given by a semiconductor heterostructure, in which each of the sequence of layers of a given semiconductor heterostructure is increased under the following technological conditions -
буферный слой GaAs при температуре (550-580)°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина (1,11-1,13), триметилгаллия (0,065-0,067), в течение (560-1480) с,GaAs buffer layer at a temperature of (550-580) ° C, process gas flow, mmol / s: arsine (1.11-1.13), trimethylgallium (0.065-0.067), for (560-1480) s,
донорный слой n+-GaAs при температуре (605-615)°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина (2,45-2,47), триметилгаллия (0,125-0,127), моносилана (0,004-0,006), в течение (5-7) с,n + -GaAs donor layer at a temperature of (605-615) ° C, process gas flow, mmol / s: arsine (2.45-2.47), trimethylgallium (0.125-0.127), monosilane (0.004-0.006), flow (5-7) s,
спейсерный слой GaAs при температуре (605-615)°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина (4,01-4,03), триметилгаллия (0,125-0,127), в течение (8-12) с,GaAs spacer layer at a temperature of (605-615) ° C, process gas flow, mmol / s: arsine (4.01-4.03), trimethylgallium (0.125-0.127), for (8-12) s,
канальный слой InyGa1-yAs при температуре (605-615)°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина (4,01-4,03), триметилгаллия (0,071-0,073), триметилиндия (0,047-0,049), в течение (16-24) с,channel layer In y Ga 1-y As at a temperature of (605-615) ° C, process gas flow, mmol / s: arsine (4.01-4.03), trimethylgallium (0.071-0.073), trimethylindium (0.047-0.049 ), for (16-24) s,
спейсерный слой AlxGa1-xAs при температуре (620-630)°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина (5,35-5,37), триметилгаллия (0,115-0,117), триметилалюминия (0,015-0,019), в течение (4-8) с,Al x Ga 1-x As spacer layer at a temperature of (620-630) ° C, process gas flow, mmol / s: arsine (5.35-5.37), trimethylgallium (0.115-0.117), trimethylaluminium (0.015-0.019 ), for (4-8) s,
донорный слой n+-AlxGa1-xAs при температуре (620-630)°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина (5,35-5,37), триметилгаллия (0,115-0,117), триметилалюминия (0,015-0,019), моносилана (0,010-0,014), в течение (7-13) с,donor layer n + -Al x Ga 1-x As at temperature (620-630) ° C, process gas flow, mmol / s: arsine (5.35-5.37), trimethylgallium (0.115-0.117), trimethylaluminium ( 0.015-0.019), monosilane (0.010-0.014), for (7-13) s,
барьерный слой AlxGa-1-xAs при температуре (620-630)°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина (5,35-5,37), триметилгаллия (0,115-0,117), триметилалюминия (0,015-0,019), в течение (7-30) с,Al x Ga-1-xAs barrier layer at temperature (620-630) ° C, process gas flow, mmol / s: arsine (5.35-5.37), trimethylgallium (0.115-0.117), trimethylaluminium (0.015-0.019 ), for (7-30) s,
стоп-слой InzGa1-zP при температуре (620-630)°C, потоке технологических газов, ммоль/с: триметилгаллия (0,052-0,054), триметилиндия (0,077-0,081), фосфина (17,8-18,0), в течение (10-13) с,stop layer In z Ga 1-z P at a temperature of (620-630) ° C, process gas flow, mmol / s: trimethyl gallium (0.052-0.054), trimethylindium (0.077-0.081), phosphine (17.8-18, 0), for (10-13) s,
барьерный слой AlxGa1-xAs при температуре (620-63 0)°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина (5,35-5,37), триметилгаллия (0,115-0,117), триметилалюминия (0,015-0,019), в течение (42-78) с,Al x Ga 1-x As barrier layer at a temperature of (620-63 0) ° C, process gas flow, mmol / s: arsine (5.35-5.37), trimethylgallium (0.115-0.117), trimethylaluminium (0.015- 0.019), for (42-78) s,
градиентный слой n+-AlxGa1-xAs при температуре (620-630)°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина (5,35-5,37), триметилгаллия (0,115-0,117), монотонном, линейном уменьшении триметилалюминия от (0,015-0,019) до ноля, моносилана (0,004-0,006), в течение (18-26) с,n + -Al x Ga 1-x As gradient layer at a temperature of (620-630) ° C, process gas flow, mmol / s: arsine (5.35-5.37), trimethylgallium (0.115-0.117), monotonous, a linear decrease in trimethylaluminum from (0.015-0.019) to zero, monosilane (0.004-0.006), for (18-26) s,
контактный слой n+-GaAs из двух частей - нижней и верхней при температуре (620-630)°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина (5,35-5,37), триметилгаллия (0,115-0,117), моносилана нижней части - (0,004-0,006), верхней - (0,009-0,011), в течение - нижней части (112-188) с, верхней - (38-74) с,n + -GaAs contact layer of two parts - the lower and upper at a temperature of (620-630) ° C, process gas flow, mmol / s: arsine (5.35-5.37), trimethylgallium (0.115-0.117), monosilane the lower part - (0.004-0.006), the upper - (0.009-0.011), during the - the lower part (112-188) s, the upper - (38-74) s,
причем в соответствующем упомянутом слое содержание химических элементов x, y, z определяются неравенствами 0,2≤x≤0,24, 0,2≤у≤0,28, 0,48≤z≤0,51 соответственно,moreover, in the corresponding mentioned layer, the content of chemical elements x, y, z are determined by the inequalities 0.2≤x≤0.24, 0.2≤y≤0.28, 0.48≤z≤0.51, respectively
наращивание проводят при потоке газа-носителя - водорода, ммоль/с (10,2-12,20).the build-up is carried out with a carrier gas stream - hydrogen, mmol / s (10.2-12.20).
Раскрытие сущности изобретения.Disclosure of the invention.
Совокупность существенных признаков заявленного способа изготовления полупроводниковой гетероструктуры, а именно совокупность указанных технологических режимов при наращивании каждого из последовательности полупроводниковых слоев заданной полупроводниковой гетероструктуры, в совокупности с собственно последовательностью их наращивания обеспечивает:The set of essential features of the claimed method of manufacturing a semiconductor heterostructure, namely, the totality of the indicated technological modes when building each of the sequence of semiconductor layers of a given semiconductor heterostructure, together with the actual sequence of their building provides:
во-первых, заданные функциональные свойства и характеристики - толщину слоев, состав - качественный и количественный, концентрацию легирующей примеси заданной полупроводниковой гетероструктуры,firstly, predetermined functional properties and characteristics — layer thickness, composition — qualitative and quantitative, dopant concentration of a given semiconductor heterostructure,
во-вторых, снижение плотности дефектов в буферном GaAs, канальном InyGa1-yAs, стоп-слое - InzGa1-zP, градиентном AlxGa1-xAs слоях, при этом в каждом из указанных слоев в силу различных причинно-следственных связей и, как следствие этого, - повышение выхода годных.secondly, a decrease in the density of defects in the GaAs buffer channel In y Ga 1-y As, the stop layer - In z Ga 1-z P, gradient Al x Ga 1-x As layers, with each of these layers in the strength of various cause-effect relationships and, as a consequence of this, an increase in the yield.
в-третьих, снижение токов утечки в полевом транзисторе СВЧ благодаря наращиванию указанным образом буферного GaAs, барьерного AlxGa1-xAs слоев полупроводниковой гетероструктуры и, как следствие, - повышение выходной мощности.thirdly, a decrease in leakage currents in a microwave field-effect transistor due to the buildup of buffer GaAs, barrier Al x Ga 1-x As layers of a semiconductor heterostructure in this way, and, as a result, an increase in output power.
Указанные диапазоны температуры и потоков технологических газов для роста слоев полупроводниковой гетероструктуры являются оптимальными для обеспеченияThe indicated ranges of temperature and flow of process gases for the growth of layers of a semiconductor heterostructure are optimal to ensure
а) низкой плотности дефектов,a) low density of defects,
б) резкого профиля легирования полупроводниковой гетероструктуры,b) a sharp doping profile of a semiconductor heterostructure,
в) заданного элементного состава химического соединения слоев полупроводниковой гетероструктуры.c) a given elemental composition of the chemical compound of the layers of a semiconductor heterostructure.
Указанные диапазоны времени роста слоев полупроводниковой гетероструктуры являются оптимальными для обеспечения заданных толщин слоев полупроводниковой гетероструктуры.The indicated ranges of the growth time of the layers of the semiconductor heterostructure are optimal for providing the specified thicknesses of the layers of the semiconductor heterostructure.
Указанные диапазоны содержания химических элементов x, y, z обеспечивают минимальные механические напряжения в каждом из соответствующих слоев и тем самым снижение плотности дефектов и, как следствие, - повышение выхода годных полупроводниковых гетероструктур и выхода годных полевых транзисторов СВЧ.The indicated ranges of the content of chemical elements x, y, z provide minimal mechanical stresses in each of the corresponding layers and thereby reduce the density of defects and, as a result, increase the yield of suitable semiconductor heterostructures and the yield of suitable microwave field-effect transistors.
Наращивание каждого из указанных слоев полупроводниковой гетероструктуры при температуре роста как ниже, так и выше указанного диапазона температур недопустимо, в первом случае - из-за увеличения плотности дефектов, во втором - из-за диффузионного размытия профиля легирования.The growth of each of these layers of a semiconductor heterostructure at a growth temperature both below and above the indicated temperature range is unacceptable, in the first case due to an increase in the density of defects, and in the second because of diffusion smearing of the doping profile.
Наращивание каждого из указанных слоев полупроводниковой гетероструктуры при значениях потоков технологических газов как ниже, так и выше указанного их диапазона недопустимо из-за увеличения плотности дефектов и отклонения от заданного элементного состава.The buildup of each of these layers of a semiconductor heterostructure at process gas flows both below and above their specified range is unacceptable due to an increase in the density of defects and deviations from a given elemental composition.
Наращивание каждого из указанных слоев полупроводниковой гетероструктуры при нарушении указанных значений временного диапазона недопустимо из-за не обеспечения заданных толщин слоев полупроводниковой гетероструктуры.The growth of each of these layers of a semiconductor heterostructure in violation of the specified values of the time range is unacceptable due to the failure to provide the specified thicknesses of the layers of the semiconductor heterostructure.
Наращивание каждого из указанных слоев полупроводниковой гетероструктуры при выходе в них содержания химических элементов за указанные пределы не допустимо из-за резкого увеличения механических напряжений.The growth of each of these layers of a semiconductor heterostructure when the content of chemical elements exceeds the specified limits is not permissible due to a sharp increase in mechanical stresses.
Итак, совокупность существенных признаков заявленного способа изготовления полупроводниковой гетероструктуры для мощного полевого транзистора СВЧ в полной мере обеспечит указанный технический результат - снижение плотности дефектов и повышение выхода годных полупроводниковой гетероструктуры, повышение выходной мощности, полевого транзистора СВЧ и выхода его годных.So, the set of essential features of the claimed method for manufacturing a semiconductor heterostructure for a high-power microwave field-effect transistor will fully provide the indicated technical result - a decrease in the density of defects and an increase in the yield of a suitable semiconductor heterostructure, an increase in the output power, a microwave field-effect transistor and its output.
Примеры конкретной реализации заявленного способа изготовления полупроводниковой гетероструктуры для мощного полевого транзистора СВЧ.Examples of specific implementations of the claimed method of manufacturing a semiconductor heterostructure for a high-power microwave field effect transistor.
Пример 1.Example 1
На монокристаллической полуизолирующей подложке арсенида галлия GaAs-S-INS-EPD1000-T62(76,2)M/LE-AV-LM Hitachi Gable толщиной 650 мкм посредством метода газофазной эпитаксии на установке (AIX 2400 G3) в едином технологическом цикле выращивают прямую последовательность слоев заявленной полупроводниковой гетероструктуры -On a single-crystal semi-insulating semi-insulating gallium arsenide substrate GaAs-S-INS-EPD1000-T62 (76.2) M / LE-AV-LM Hitachi Gable with a thickness of 650 μm, a direct sequence is grown in a single production cycle using the gas phase epitaxy method (AIX 2400 G3) layers of the claimed semiconductor heterostructure -
буферный слой GaAs при температуре 565°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина 1,12, триметилгаллия 0,066, в течение 1200 с,GaAs buffer layer at a temperature of 565 ° C, process gas flow, mmol / s: arsine 1.12, trimethylgallium 0.066, for 1200 s,
донорный слой n+-GaAs при температуре 610°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина 2,46, триметилгалли 0,126, моносилана 0,005, в течение 6 с,n + -GaAs donor layer at a temperature of 610 ° C, process gas flow, mmol / s: arsine 2.46, trimethylgallium 0.126, monosilane 0.005, for 6 s,
спейсерный слой GaAs при температуре 610°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина 4,02, триметилгаллия 0,126, в течение 10 с,GaAs spacer layer at a temperature of 610 ° C, process gas flow, mmol / s: arsine 4.02, trimethylgallium 0.126, for 10 s,
канальный слой InyGa1-yAs при температуре 610°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина 4,02, триметилгаллия 0,072, триметилиндия 0,048, в течение 20 с, при у, равном 0,24,channel layer In y Ga 1-y As at a temperature of 610 ° C, process gas flow, mmol / s: arsine 4.02, trimethyl gallium 0.072, trimethylindium 0.048, for 20 s, at у equal to 0.24,
спейсерный слой AlxGa1-xAs при температуре 625°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина 5,36, триметилгаллия 0,116, триметилалюминия 0,017, в течение 6 с, при x, равном 0,22,Al x Ga 1-x As spacer layer at a temperature of 625 ° C, process gas flow, mmol / s: arsine 5.36, trimethyl gallium 0.116, trimethyl aluminum 0.017, for 6 s, at x, equal to 0.22,
донорный слой n+-AlxGa1-xAs при температуре 625°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина 5,36, триметилгаллия 0,116, триметилалюминия 0,017, моносилана 0,012, в течение 10 с, при х, равном 0,22,donor layer n + -Al x Ga 1-x As at a temperature of 625 ° C, process gas flow, mmol / s: arsine 5.36, trimethylgallium 0.116, trimethylaluminium 0.017, monosilane 0.012, for 10 s, at x, 0 , 22,
барьерный слой AlxGa1-xAs при температуре 625°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина 5,36, триметилгаллия 0,116, триметилалюминия 0,017, в течение 18 с, при x, равном 0,22,Al x Ga 1-x As barrier layer at a temperature of 625 ° C, process gas flow, mmol / s: arsine 5.36, trimethyl gallium 0.116, trimethyl aluminum 0.017, for 18 s, at x, equal to 0.22,
стоп-слой InzGai-zP при температуре 625°C, потоке технологических газов, ммоль/с: триметилгаллия 0,053, триметилиндия 0,079, фосфина 17,9, в течение 11 с, при z, равном 0,49,stop layer In z Ga iz P at a temperature of 625 ° C, process gas flow, mmol / s: trimethyl gallium 0.053, trimethylindium 0.079, phosphine 17.9, for 11 s, at z equal to 0.49,
барьерный слой AlxGa1-xAs при температуре 625°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина 5,36, триметилгаллия 0,116, триметилалюминия 0,017, в течение 60 с, при x, равном 0,22,Al x Ga 1-x As barrier layer at a temperature of 625 ° C, process gas stream, mmol / s: arsine 5.36, trimethyl gallium 0.116, trimethyl aluminum 0.017, for 60 s, at x, equal to 0.22,
градиентный слой n+-AlxGa1-xAs при температуре 625°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина 5,36, триметилгаллия 0,116, монотонном, линейном уменьшении триметилалюминия от 0,017 до ноля, моносилана 0,005, в течение 22 с, при x, равном 0,22,n + -Al x Ga 1-x As gradient layer at a temperature of 625 ° C, process gas flow, mmol / s: arsine 5.36, trimethyl gallium 0.116, monotonic, linear decrease in trimethyl aluminum from 0.017 to zero, monosilane 0.005, over 22 s, with x equal to 0.22,
контактный слой n+-GaAs из двух частей - нижней и верхней при температуре 625°C, потоке технологических газов, ммоль/с: арсина 5,36, триметилгаллия 0,116, моносилана нижней части - 0,005, верхней - 0,010, в течение - нижней части 150 с, верхней - 56 с,the n + -GaAs contact layer consists of two parts - the lower and upper at a temperature of 625 ° C, the flow of process gases, mmol / s: arsine 5.36, trimethylgallium 0.116, monosilane of the lower part - 0.005, upper - 0.010, during - the lower part 150 s, top - 56 s,
причем для всех упомянутых слоев при потоке газа-носителя - водорода, ммоль/с, 11,2.moreover, for all the mentioned layers during the flow of the carrier gas is hydrogen, mmol / s, 11.2.
Примеры 2-5.Examples 2-5.
Изготовлены образцы заявленной полупроводниковой гетероструктуры аналогично примеру 1, но при других параметрах технологических режимов наращивания слоев полупроводниковой гетероструктуры, согласно формуле изобретения (примеры 2-3) и за ее пределами (примеры 4-5).Samples of the claimed semiconductor heterostructure were made analogously to example 1, but with different parameters of the technological regimes of the layers of the semiconductor heterostructure, according to the claims (examples 2-3) and beyond (examples 4-5).
На изготовленных образцах полупроводниковой гетероструктуры была измерена плотность дефектов размером 0,2-1,6 мкм и 1,6-63,0 мкм на установке Surfscan 6220 согласно технологической карте КРПГ.57802.00046.On the fabricated samples of the semiconductor heterostructure, the defect density was measured to be 0.2-1.6 μm and 1.6-63.0 μm in size on a Surfscan 6220 unit according to the KPPG process map. 57802.00046.
Изготовленные образцы полупроводниковой гетероструктуры были использованы для изготовления мощных полевых транзисторов СВЧ.The fabricated semiconductor heterostructure samples were used to fabricate high-power microwave field-effect transistors.
На изготовленных образцах мощных полевых транзисторов СВЧ была измерена выходная мощность на рабочей частоте 10 ГГц.On the manufactured samples of high-power microwave field-effect transistors, the output power was measured at an operating frequency of 10 GHz.
Данные сведены в таблицы 1-5, в каждой из которых отражены данные технологического режима соответственно примеру конкретной реализации заявленного способа изготовления полупроводниковой гетероструктуры.The data are summarized in tables 1-5, each of which reflects the data of the technological mode, respectively, for example, a specific implementation of the claimed method of manufacturing a semiconductor heterostructure.
Как видно из таблицы:As can be seen from the table:
1. Образцы полупроводниковой гетероструктуры, изготовленные согласно заявленной формуле изобретения, имеют плотность дефектов от 1,51 см-2 до 5,58 см-2 размером дефектов (0,2-1,6) мкм и от 1,07 см-2 до 6,44 см-2 размером дефектов (1,6-63,0) мкм (примеры 1-3)1. Samples of a semiconductor heterostructure made according to the claimed claims have a defect density of 1.51 cm -2 to 5.58 cm -2 defect size (0.2-1.6) microns and 1.07 cm -2 to 6.44 cm -2 defect size (1.6-63.0) μm (examples 1-3)
в отличие от образцов, изготовленных за пределами, указанными в формуле изобретения, плотность дефектов которых составляет от 95,6 см-2 до 577,0 см-2 размером дефектов (0,2-1,6) мкм и от 116,0 см-2 до 992,0 см-2 размером дефектов (1,6-63,0) мкм (примеры 4-5),in contrast to samples made outside the limits indicated in the claims, the defect density of which is from 95.6 cm -2 to 577.0 cm -2 defect size (0.2-1.6) microns and from 116.0 cm -2 to 992.0 cm -2 defect size (1.6-63.0) microns (examples 4-5),
плотность дефектов образца-прототипа - 35,5 см-2 размером дефектов (0,2-1,6) мкм и 46,7 см-2 размером дефектов (1,6-63,0) мкм.the defect density of the prototype sample is 35.5 cm -2 with the defect size (0.2-1.6) microns and 46.7 cm -2 with the defect size (1.6-63.0) microns.
2. Мощные полевые транзисторы СВЧ, изготовленные на полупроводниковой гетероструктуре, изготовленной согласно заявленной формуле изобретения, имеют выходную мощность порядка 1,2 Вт/мм (примеры 1-3) в отличие от образцов - за пределами, указанными в формуле изобретения, выходная мощность которых порядка 0,8 и 0,3 Вт/мм (примеры 4-5 соответственно).2. Powerful microwave field effect transistors made on a semiconductor heterostructure manufactured in accordance with the claimed claims have an output power of the order of 1.2 W / mm (examples 1-3), unlike samples, outside the limits specified in the claims, the output power of which about 0.8 and 0.3 W / mm (examples 4-5, respectively).
Данные относительно выхода годных прототипа отсутствуют.Data on the yield of the prototype are not available.
Таким образом, способ изготовления заявленной полупроводниковой гетероструктуры для полевых транзисторов СВЧ обеспечит по сравнению с прототипом снижение плотности дефектов примерно в (6-23) и (7-43) раза в обеих группах размеров дефектов соответственно.Thus, the manufacturing method of the inventive semiconductor heterostructure for microwave field effect transistors will provide, in comparison with the prototype, a decrease in the density of defects by about (6-23) and (7-43) times in both groups of defect sizes, respectively.
Выходная мощность полевых транзисторов составляет 1,2 Вт/мм, что на сегодня является хорошим результатом.The output power of field effect transistors is 1.2 W / mm, which is a good result today.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2462786, МПК H01L 21/205, приоритет 28.02.2006, опубл. 27.09.2012 г.1. RF patent No. 2462786, IPC H01L 21/205, priority 02/28/2006, publ. 09/27/2012
2. Патент РФ №2473148, МПК H01L 21/205, приоритет 07.07.2011 г., опубл. 20.01.2013 г. - прототип.2. RF patent No. 2473148, IPC H01L 21/205, priority 07.07.2011, publ. 01/20/2013, the prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014132363/28A RU2570099C1 (en) | 2014-08-05 | 2014-08-05 | Manufacturing method of semiconductor heterostructure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014132363/28A RU2570099C1 (en) | 2014-08-05 | 2014-08-05 | Manufacturing method of semiconductor heterostructure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2570099C1 true RU2570099C1 (en) | 2015-12-10 |
Family
ID=54846429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014132363/28A RU2570099C1 (en) | 2014-08-05 | 2014-08-05 | Manufacturing method of semiconductor heterostructure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2570099C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690859C1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-06-06 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | METHOD OF MAKING SEMICONDUCTOR HETEROSTRUCTURES WITH ATOMICALLY SMOOTH InGaP AND InP STOP LAYERS ON GaAs AND InP SUBSTRATES |
| RU2806808C1 (en) * | 2023-03-09 | 2023-11-07 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" | Method for manufacturing microwave field-effect transistor |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5041393A (en) * | 1988-12-28 | 1991-08-20 | At&T Bell Laboratories | Fabrication of GaAs integrated circuits |
| RU2065644C1 (en) * | 1994-06-14 | 1996-08-20 | Институт физики полупроводников СО РАН | Method of manufacture of photodetector cell based on multilayer heterostructures ga as/al ga as |
| RU2205468C1 (en) * | 2002-07-09 | 2003-05-27 | Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН | Method for manufacturing light-emitting structure around quantum points and light- emitting structure |
| RU2257640C1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-07-27 | Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН | Light-emitting structure and method for manufacturing light- emitting structure |
| RU2462786C2 (en) * | 2005-02-28 | 2012-09-27 | Зульцер Метко Аг | Method and apparatus for epitaxial growth of type iii-v semiconductors, apparatus for generating low-temperature high-density plasma, epitaxial metal nitride layer, epitaxial metal nitride heterostructure and semiconductor |
| RU2473148C1 (en) * | 2011-07-07 | 2013-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Method of making semiconductor structure by molecular beam epitaxy and apparatus for sublimation molecular beam epitaxy |
-
2014
- 2014-08-05 RU RU2014132363/28A patent/RU2570099C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5041393A (en) * | 1988-12-28 | 1991-08-20 | At&T Bell Laboratories | Fabrication of GaAs integrated circuits |
| RU2065644C1 (en) * | 1994-06-14 | 1996-08-20 | Институт физики полупроводников СО РАН | Method of manufacture of photodetector cell based on multilayer heterostructures ga as/al ga as |
| RU2205468C1 (en) * | 2002-07-09 | 2003-05-27 | Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН | Method for manufacturing light-emitting structure around quantum points and light- emitting structure |
| RU2257640C1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-07-27 | Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН | Light-emitting structure and method for manufacturing light- emitting structure |
| RU2462786C2 (en) * | 2005-02-28 | 2012-09-27 | Зульцер Метко Аг | Method and apparatus for epitaxial growth of type iii-v semiconductors, apparatus for generating low-temperature high-density plasma, epitaxial metal nitride layer, epitaxial metal nitride heterostructure and semiconductor |
| RU2473148C1 (en) * | 2011-07-07 | 2013-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Method of making semiconductor structure by molecular beam epitaxy and apparatus for sublimation molecular beam epitaxy |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690859C1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-06-06 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | METHOD OF MAKING SEMICONDUCTOR HETEROSTRUCTURES WITH ATOMICALLY SMOOTH InGaP AND InP STOP LAYERS ON GaAs AND InP SUBSTRATES |
| RU2806808C1 (en) * | 2023-03-09 | 2023-11-07 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" | Method for manufacturing microwave field-effect transistor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101266999B (en) | GaN dual heterogeneity node field effect transistor structure and its making method | |
| CN100495724C (en) | Gallium nitride radical heterojunction field effect transistor structure and method for making the same | |
| GB2452177A (en) | Compound semiconductor epitaxial substrate and method for producing the same | |
| US20160079370A1 (en) | Semiconductor device, semiconductor wafer, and semiconductor device manufacturing method | |
| JP2002170776A (en) | Low-dislocation buffer, its method of manufacture and device provided therewith | |
| CN104835833A (en) | High voltage gallium nitride based semiconductor device and manufacturing method of the same | |
| CN104091759B (en) | A kind of Sapphire Substrate AlN epitaxial layers HEMT growing method | |
| RU2570099C1 (en) | Manufacturing method of semiconductor heterostructure | |
| Zhu et al. | Very high mobility InP grown by low pressure metalorganic vapor phase epitaxy using solid trimethylindium source | |
| CN111863945A (en) | High-resistance gallium nitride and preparation method of heterostructure thereof | |
| KR101032010B1 (en) | Compound semiconductor epitaxial substrate and method for manufacturing same | |
| US11183385B2 (en) | Method for passivating silicon carbide epitaxial layer | |
| CN208368514U (en) | GaN base radio-frequency devices epitaxial structure based on Si substrate | |
| US20080217652A1 (en) | Growth of AsSb-Based Semiconductor Structures on InP Substrates Using Sb-Containing Buffer Layers | |
| CN114334651A (en) | HEMT (high electron mobility transistor) preparation method based on ultrathin gallium nitride self-supporting substrate | |
| CN105633138A (en) | Gallium-arsenide-based dual-heterojunction bipolar transistor structure and preparation method thereof | |
| CN111180311B (en) | Method for reducing Si concentration at interface of GaN substrate and epitaxial layer | |
| CN108155224A (en) | Gallium nitride epitaxial slice, epitaxy method and gallium nitride based transistor | |
| Houng | CBE growth of AlGaAs/GaAs heterostructures and their device applications | |
| Liu et al. | Self-Nucleated Nonpolar GaN Nanowires with Strong and Enhanced UV Luminescence | |
| KR101082773B1 (en) | Compound semiconductor element and process for fabricating the same | |
| JP2007042936A (en) | Group iii-v compound semiconductor epitaxial wafer | |
| Sumi et al. | High Temperature Growth of Non-polar a-Plane GaN Film Grown Using Gallium-Oxide as Ga Source | |
| Missous | Optical and electrical properties of In/sub. 48/(Al/sub x/Ga/sub (1-x)/)/sub. 52/P grown by solid source MBE using a GaP decomposition source | |
| Tsang | Current status review and future prospects of CBE, MOMBE and GSMBE |