Введение к работе
Актуальность работы. Современная электронная техника поставила перед разработчиками ряд новых проблем я области получения полупроводниковых материалов со специальными свойствами для использования их в качестве активных элементов новейших электронных систем . Наиболее актуальные вопросы перед технологами ставят оптозлектроника, материалы для приборов регистрации различного вида излучений и СВЧ-техники . Так для кремния, используемого в качестве основного материала фотоуправляемых панелей СВЧ-устройств и активных элементов ИК-преобразователей ионизационного типа, крайне важной является задача разработки новых технологических приемов, направленных на минимизацию содержания бысгродаффундирующих примесей для повышения значений времени жизни неравновесных носителей заряда. Свойства современного арсенида галлия по-прежнему во многом определяются наличием высокой плотности дислокаций н остаточных механических напряжений. В настоящее время технология арсенида таллия широко использует операцию послеростового отжига. Пріяем традиционно отжигают целые слитки. Однако, более перспективным представляется применение для отжига пластин, вырезанных из слитка, что позволяет, кроме внутренних источников перераспределения дефектов, использовать также и внешние, а именно, поверхности пластины. При этом эффективность поверхности можно значительно повысить предварительно нанесенным на пластину покрытием. Для антимонида индия, используемого для создания эффективных фотоприемников в ИК-области спектра, остро стоит проблема повышения времени жизни неравновесных носителей заряда, как основного параметра, определяющего фоточувствительность. Объемные монокристаллы и пластины, вырезаемые из слитков, имеют значения времени жизни, не удовлетворяющие современным требованиям к фотоприемным устройствам. Для повышения значений времени жизни необходимы новые технологии термообработки
пластіт_антимонидаиндия. . . . .. .
Цель настоящей работы заключалась в разработке технологии термообработки полупроводниковых материалов с нанесением покрытий на поверхность пластин для придания им свойств, неооходимьк при создании СВЧ»устройств и активных элементов ИК>преобразователей.
Научная новизна работы.
1.Обоснована возможность гетгерирования примесей в кремнии путем нанесения покрытий из
силицидов тугоплавких металлов и на этой основе разработаны эффективные технологические
режимы процесса гетгерирования.
2.Установлено, что препицитация кислорода повышает эффективность процесса внешнего
гетгерирования. Обоснована роль внутриобьемных процессов генерации-рекомбинации
межузельных атомов кремния как фактора гетгерирования примесей.
3.Определены закономерности и проведен сравнительный анализ процессов гетгерирования в
кремнии, полученном различными методами и отличающимся значениями удельного
сопротивления и концентрацией кнслородаЛоказано, что' воспроизводимоть процессов
гетгерирования достигается при использовании в качестве исходного материала кремния,
полученного методом БЗП.
4.Установлено влияние низкотемпературной обработки пластик полупроводникового
компенсированного кремния , позволяющей повыагть удельное сопротивление и время
релаксации неравновесных носителей заряда.Определены закономерности в поведении примесей
зол ота у. никеля пр и тер мообраяотках пластин крем н ия (AC . 15 89919 Л 990)
5. Показано, что нанесененис покрытия из диоксида кремния или кремний-вольфрам на
поверхность резанных пластин арсенала галлия с последующей термообработкой существенно
снижает уровень ростовых термонапряжений в полупроводнике в результате возникновения
макронапряжений в гетероструктуре противоположногознака.( А.С_№1699177, A.C.№!7OI06S.)
6.Достигнут рост времени жизни носителей заряда за счет эффекта гетгерирования примесей
термогкцегггорами и редкоземельными элсменгами, что легло в основу разработанного
технологического процесса получения пластин антимонида индия с высокими значениями
времени жизни неравновесных носителей заряда.
Практическая значимость и реализация результатов работы.
1.Внедрен в производство способ получения высокоомного компенсированного кремния с
высокими значениями времени релаксации для СБЧ-техники.(А.С №1589919,1990)
З.Реализован способ термообработки пластин арегнида галлия марки АГЧП с однослойным
покрытием из диоксида кремния и двуслойным - кремний-вольфрам (А.С.№1699177,
АС№>1701068).
3.Внедрен в производство процесс термообработки пластин антимонида индия для фотоприемных
устройств с применением покрытий из редкоземельных элементов.
Апробация работы. По результатам работы опубликовано 7 печатных работ, в том числе 3
изобретения.
Положения . выносимые на зашиту.
-
Силициды тугоплавких металлов обеспечивают эффективное генерирование примесей в кремнии.
-
Дефектообразование оказывает существенное влияние на процессы дифуззии глубоких примесей и геттерирование примесей в кремнии, полученном различными методами.Показана взаимосвязь процессов диффузии глубоких примесей и преципитации кислорода в кремнии.Рекомбинация межузельнмх атомов кремния также влияет на процесс геттерирования примесей в нем.
-
Низкотемпературный длительный отжиг компенсированного золотом или никелем кремния приводит к повышению значений удельного сопротивления и времени жизни.
-
.Для получения высокоомного компенсированного кремния необходима реализация следующей последовательности операций: геттериоования, диффузионного легирования и низкотемпературного отжига. "
-
Термообработка пластин арсенида галлия , покрытых диоксидом кремния' или двуслойным покрытием кремний-вольфрам уменьшают послеростовые термонапряжения.
-
Термообработка пластин антимонида индия для фотоприёмных устройств с применением геттера повышает время жизни носителей заряда. '" " Структура и обьем диссертации.
Диссертация состоит из введения , четырех глав, основных выводов, библиографии, включающей 162 наименования, содержит 112 страниц, в том числе 12 таблиц, 25 рисунок и приложения.
Похожие диссертации на Исследование и разработка процессов термообработки полупроводниковых материалов для специального применения
