Регистрация / Вход
Прислать материал

Перспективы применения арсенида галлия для сверхскоростной микроэлектроники

ФИО: Левченко Д.С.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: д.т.н., проф. Теплова Т.Б.

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Технологии художественной обработки материалов

Академическая группа: ТХ-Ю-11

В настоящее время в индустриально развитых странах наблюдается быстрый рост производства различной высокотехнологичной продукции на основе алмаза и сапфира, карбида кремния и других материалов, перспективных для применения в микроэлектронике, светотехнике СВЧ и сверхскоростной микроэлектроники.

Одним из наиболее перспективных материалов является арсенид галлия GaAs. Основное преимущество более высокая скорость электронов, чем в кремнии, особенно в коротких, субмикронных образцах. Подвижность электронов в арсениде галлия также больше по своему значению по сравнению с кремнием. Этим объясняется быстродействие транзисторов на GaAs, которые занимают теперь главенствующее положение в электронике СВЧ. Наличие широкой запрещенной зоны в GaAs позволяет получать подложки с хорошими изоляционными свойствами, что позволяет формировать на них элементы ИС без дополнительных процессов, обеспечивающих их изоляцию друг от друга. Особенности конструирования элементной базы на арсениде галлия и его уникальные свойства определяют также высокую радиационную стойкость приборов и схем на его основе. Основными методами выращивания монокристаллов являются метод Чохральского и метод зонной плавки.

В настоящее время для создания подложек на GaAs с заданными характеристиками в большинстве случаев используется газофазовая эпитаксия с применением металлорганических соединений. Для создания приборов и схем на полуизолирующую подложку GaAs методом эпитаксии наносят слой с легированием n-типа с толщиной менее 1 мкм. Широкое распространение получила технология изготовления интегральных схем СВЧ на арсениде галлия.

Общая технологическая цепь выглядит следующим образом: выбор типа исходного материала; легирование его с использованием ионной имплантации или методов эпитаксиального роста пленок; осуществление электронно-лучевой или оптической литографии для формирования необходимого рисунка; осаждение металлических и диэлектрических пленок для создания элементов схемы; разрезание пластин на отдельные кристаллы; монтаж кристаллов в корпус; тестирование схемы. Выращенный монокристалл калибруют до необходимого диаметра, разрезают на пластины толщиной 200–400 мкм, шлифуют и полируют.

Особое внимание уделяется качеству кристалла, от которого зависит все последующие этапы технологической цепи. Для оценки качества кристалла актуальным является исследование распределения дислокаций монокристалла арсенида галлия по сечению и по длине кристалла.