ЗАО «НТО» (SemiTEq) – лидирующий российский производитель установок молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) для выращивания материалов в системах InAlGaN (III-N), InAlGaAs, широкозонных соединений А2В6, других гетероструктур. В работе представлены результаты по использованию для выращивания гетероструктур системы III-N специализированной установки МЛЭ STE3N2. Ее уникальные особенности – расширенный диапазон температур подложки (до 1200°С) и отношений V/III. На основе полученных гетероструктур созданы мощные полевые транзисторы с рекордными для России параметрами.

sitemap
Наш сайт использует cookies. Продолжая просмотр, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с нашей Политикой Конфиденциальности
Согласен
Поиск:

Вход
Архив журнала
Журналы
Медиаданные
Редакционная политика
Реклама
Авторам
Контакты
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
© 2001-2025
РИЦ Техносфера
Все права защищены
Тел. +7 (495) 234-0110
Оферта

Яндекс.Метрика
R&W
 
ISSN 1993-8578
ISSN 2687-0282 (online)
Книги по нанотехнологиям
 
Вход:

Ваш e-mail:
Пароль:
 
Регистрация
Забыли пароль?
Книги по нанотехнологиям
Под ред. Бхатнагара А.
Другие серии книг:
Мир материалов и технологий
Библиотека Института стратегий развития
Мир квантовых технологий
Мир математики
Мир физики и техники
Мир биологии и медицины
Мир химии
Мир наук о Земле
Мир электроники
Мир программирования
Мир связи
Мир строительства
Мир цифровой обработки
Мир экономики
Мир дизайна
Мир увлечений
Мир робототехники и мехатроники
Для кофейников
Мир радиоэлектроники
Библиотечка «КВАНТ»
Умный дом
Мировые бренды
Вне серий
Библиотека климатехника
Мир транспорта
Мир фотоники
Мир станкостроения
Мир метрологии
Мир энергетики
Книги, изданные при поддержке РФФИ
Выпуск #1/2011
А.Алексеев, Д.Красовицкий, С.Петров, В.Чалый.
Выращивание высокосовершенных гетероструктур III-N 20
Просмотры: 2794
ЗАО «НТО» (SemiTEq) – лидирующий российский производитель установок молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) для выращивания материалов в системах InAlGaN (III-N), InAlGaAs, широкозонных соединений А2В6, других гетероструктур. В работе представлены результаты по использованию для выращивания гетероструктур системы III-N специализированной установки МЛЭ STE3N2. Ее уникальные особенности – расширенный диапазон температур подложки (до 1200°С) и отношений V/III. На основе полученных гетероструктур созданы мощные полевые транзисторы с рекордными для России параметрами.
Благодаря уникальным свойствам нитриды металлов третьей группы (III-N) перспективны для изготовления на их основе оптоэлектронных и электронных приборов. Ширина запрещенной зоны таких прямозонных полупроводников перекрывает весь видимый и значительную часть УФ-диапазона, что делает возможным создание оптоэлектронных приборов, работающих в указанных областях спектра. Высокие пробивные поля, термическая и радиационная стойкость, ярко выраженные поляризационные эффекты делают их привлекательными при изготовлении мощных СВЧ-транзисторов и изделий высокотемпературной сильноточной электроники. Кроме того, такие нитриды перспективны для создания элементов электроники, работающих на поверхностных акустических волнах.
При выращивании материалов III-N существует ряд проблем, основная из которых – отсутствие дешевых и согласованных по параметру решетки подложек. Гетероэпитаксия нитридов на подложки, рассогласованные по кристаллографическим параметрам с такими соединениями, несмотря на применение на начальных стадиях роста специальных процедур, приводит к достаточно высокой плотности дислокаций, что усложняет задачу получения качественных приборных гетероструктур.

Авторами выращена многослойная нитридная гетероструктура (МГС) на подложках сапфира и полуизолирующего карбида, разработанная в ЗАО «Светлана-Рост». Выращивание на начальной стадии роста «толстых» (более 200 нм) слоев AlN при экстремально высокой для МЛЭ температуре (1100–1150°C), а затем создание переходных областей между слоями разного состава (включая сверхрешетки) обеспечило улучшение свойств всей МГС AlN/AlGaN/GaN и слоя GaN, в частности.
Это позволило понизить плотность дислокаций в GaN на 1,5–2 порядка по сравнению с выращиванием на традиционном зародышевом слое AlN, что обеспечило значительное увеличение подвижности электронов в слоях GaN. Максимальная подвижность электронов в слаболегированном GaN толщиной 1,5 мкм составляет 600–650 см2/В·с при их концентрации 3–5·1016 см-3, что соответствует лучшим значениям, достигнутым в мире и свидетельствует о высоком кристаллическом совершенстве материала (см. рисунок).
Модификация конструкции и содержания алюминия в верхнем барьерном слое AlGaN в МГС AlN/AlGaN/GaN/AlGaN для мощного полевого транзистора позволила изменять подвижность электронов и слоевую концентрацию в двумерном электронном газе, образованном на верхней гетерогранице GaN/AlGaN, в диапазоне 1300–1700 см2/В·с и 1,0–1,8·1013 см‑2, соответственно. Это обеспечило возможность контролируемо варьировать слоевое сопротивление в диапазоне 230–400 Ом/ед. пл. Подобные значения электрофизических параметров двумерного электронного газа соответствуют современному мировому уровню и рекордные для России. Шероховатость поверхности полученных гетероструктур также соответствует лучшим значениям для нитридных слоев, выращенных методом МЛЭ на сапфире (rms 1–2 нм).
На разработанных конструкциях гетероструктур реализованы тестовые транзисторы с длиной затвора 0,5 мкм, демонстрирующие статические параметры мирового уровня (ток сток-исток 1 А/мм, крутизна
200 мС/мм, пробивное напряжение более 150 В) и малосигнальные s-параметры (ft до 20 ГГц, fmax до 55 ГГц), подтверждающие перспективность использования таких гетероструктур для элементной базы Х‑диапазона.
На гетероструктурах, выращенных на подложках карбида кремния, реализованы широкополосные усилители, работающие в диапазоне 30 МГц – 4,0 ГГц с коэффициентом усиления 17–25 дБ, выходной мощностью 2,5 Вт и КПД 30%. Кроме того, получены усилители мощности C-диапазона с выходной мощностью 10 Вт, продемонстрировавшие долговременную стабильность параметров в течение более 3,5 тыс. ч при 85°С.

Работа проводилась в рамках госконтракта №02.523.11.3019 при поддержке Министерства образования и науки РФ.

Литература
I.Akasaki and H.Amano, Jpn. – J. Appl. Phys. 45, 9001, 2006.
James B. Webb, H. Tang, J.A. Bardwell, S. Moisa, C. Peters, T. MacElwee. – Journal of Crystal Growth 230, 584, 2001.
H.M. Ng, D. Doppalapudi, T.D. Moustakas, N.G. Weimann, and L.F. Eastman. – Appl. Phys. Lett., 73, 821, 1998.
 
 Отзывы читателей
Разработка: студия Green Art