Технологические аспекты изготовления МИС СВЧ

А.Г. Гудков; В.Н. Вьюгинов; В.В. Попов; Ю.В. Соловьев; Н.К. Травин; С.В. Чижиков

doi:10.18127/j20700784-202208-03

Технологические аспекты изготовления МИС СВЧ

А.Г. Гудков¹, В.Н. Вьюгинов², В.В. Попов³, Ю.В. Соловьев⁴, Н.К. Травин⁵, С.В. Чижиков⁶

научная статья УДК 621.382 Страницы: 52-71 doi.org/10.18127/j20700784-202208-03

^1,6 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)
² СПбГЭТУ «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) (Санкт-Петербург, Россия)
³ ПАО «Светлана» (Санкт-Петербург, Россия)
^4,5 АО «Светлана-Электронприбор» (Санкт-Петербург, Россия)

Ключевые слова: Карбид кремния МИС СВЧ механическая обработка удельное электрическое сопротивление

Аннотация

Постановка проблемы. Используемые в различных конструкциях приемников переключатель и малошумящий усилитель на основе полевых транзисторов на гетероструктурах должны обладать высоким качеством, поэтому необходимо провести
исследование влияния погрешности изготовления транзисторов для МИС СВЧ на механические и электрические параметры.

Цель. Провести исследование влияния технологии резки монокристаллов и технологии механической обработки поверхности подложек на механические параметры, а также влияние температуры на электрические свойства подложек карбида кремния; разработать методику измерения удельного сопротивления подложек полуизолирующего карбида кремния.

Результаты. Представлены результаты экспериментального исследования влияния температурного воздействия на удельное сопротивление подложек полуизолирующего карбида кремния. Проведена оптимизация процессов двусторонней шлифовки и полировки. Экспериментально выявлено, что разработанная технология резки монокристаллов полуизолирующего карбида кремния соответствует всем современным требованиям к этому процессу.

Практическая значимость. Проведенные исследования процессов двусторонней шлифовки и полировки показали, что разработанная технология резки монокристаллов полуизолирующего карбида кремния соответствует современным требованиям.

Поступила: 29.06.2022
Одобрена: 19.07.2022
Принята: 30.07.2022

Для цитирования

Гудков А.Г., Вьюгинов В.Н., Попов В.В., Соловьев Ю.В., Травин Н.К., Чижиков С.В., Агандеев Р.В., Шашурин В.Д. Технологические аспекты изготовления МИС СВЧ // Успехи современной радиоэлектроники. 2022. T. 76. № 8. С. 52–71. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202208-03

Список источников

Остроумов А.Г., Рогачев А.А., Лосев О.В. Пионер полупроводниковой электроники. Сб. Научных трудов. Физика: проблемы, история, люди / Под ред. В.М. Тучкевича. Л.: Наука. 1986.
Новиков М.А., Лосев О.В. Пионер полупроводниковой электроники // ФТТ. 2004. № 46. С. 5–9.
Аникин М.М., Андреев А.Н., Лебедев А.А., Пятко С.Н., Растегаева М.Г., Савкина Н.С., Стрельчук А.М., Сыркин А.Л., Челноков В.Е. Высокотемпературный диод Шоттки // ФТП. 1991. № 25.
Аникин М.М., Иванов П.А., Сыркин А.Л., Царенков Б.В., Челноков В.Е. SiC 6H – полевой транзистор с рекордной для карбидкремневых транзисторов крутизной // Письма в ЖТФ. 1989. № 15.
Лебедев А.А., Аникин М.М., Растегаева М.Г., Савкина Н.С., Сыркин А.Л., Челноков В.Е. Полевой транзистор на основе 6H-SiC с затвором в виде диода Шоттки // ФТП. 1995. № 29. С. 1231–1236.
Anikin M.M., Andreev A.N., Pyatko S.N., Savkina N.S., Strelchuk A.M., Syrkin A.L., Chelnokov V.E. UV photodetectors in 6H-SiC, Sensotrs and Actuators A. 1992. № 33. P. 91–93.
Bludov A.V., Boltovets M.S., Vasilevski K.V., Zorenko A.V., Zakentes K., Lebedev A.A., Krivitsa V.A. Simulation and prototype fabrication of microwave modulators with 4H-SiC p-I-n diode // Material science Forum. 2004. V. 457–460. P. 1089–1092.
Vasilevski K.V., Zorenko A.V., Zekentes K. Experimentsl observation of microwave oscillations produced by pulsed silicon carbide IMPATT diodes // Electron. Letters. 2001. № 37 (7). P. 466–467.
Лебедев А.А., Белов С.В., Лебедев С.П., Литвин Д.П. и др. Начало промышленного выпуска SiC подложек и приборов на их основе // Труды 1-й российско-белорусской науч.-технич. конф. «Элементная база отечественной радиоэлектроники», посвященной 110-ю со дня рождения О.В. Лосева / Под ред. А.Э. Рассадина. Н. Новгород: Нижегородская радиолаборатория. 2013. В 2-х т. Т. 1. С. 23–24.
Tairov Yu.M., Tsvetkov V.F. Investigation of Growth proceses of ingots of silicon carbide single crystals // J.Crystal Growth. 1978. № 43. P. 209–212.
Patent USSR № 403275 (1970), Patent GB № 1458445 (21/02/74), Patent USA (1970) № 4147575 (03/04/79). Vodakov Yu.A., Mokhov E.N.
Mokhov E.N., Shulpina I.L., Tregubova A.S., Vodakov Yu.A. Cryst. Res. Technol. 1981. № 16.
Karpov S.Yu., Makarov Yu.N., Mokhov E.N. and etc. Analysis of silicon carbide growth by sublimation sandwich method, J. of Crystal Growth. 1997. № 173. P. 408–416.
Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов. М.: Энергия. 1973.
Вьюгинов В.Н., Гудков А.Г., Попов В.В. Повышение надежности и качества ГИС и МИС СВЧ. Кн. 3. М.: ООО НТП «Вираж-Центр». 2016.
http://www.lapmaster.co.uk
http://www.logitech.co.uk
http://www.speedfam.com/en/index.html
http://www.peter-wolters.com
Zhang W., Meyer B.K. Growth of GaN quasi-substrates by hydride vapor phase epitaxy // Phys. Stat. Sol. 2003. V. 0. № 6. P. 1571–1582.
Ambacher O. Growth and applications of Group III-nitrides // J. Phys. D: Appl. Phys. 1998. № 31. P. 2653–2710.
ГОСТ 25948-83. Измерение удельного электрического сопротивления и коэффициента Холла.
ГОСТ Р8.623-2006 ГСИ. Относительная диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь твердых диэлектриков. Методики выполнения измерений в диапазоне сверхвысоких частот.
http://www.semimap.de/COREMA-WT.htm
Вьюгинов В.Н., Уланова Т.А., Григорьев А.Д. Измерение параметров карбид-кремниевых подложек на СВЧ // Известия
ВУЗов России. Радиоэлектроника. 2013. № 3.
Гольдштейн Р.В., Осипенко М.Н. Химико-механическое полирование. Ч. 1. Основные закономерности. Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН. Москва.

[1] Остроумов А.Г., Рогачев А.А., Лосев О.В. Пионер полупроводниковой электроники. Сб. Научных трудов. Физика: проблемы, история, люди / Под ред. В.М. Тучкевича. Л.: Наука. 1986.

[2] Новиков М.А., Лосев О.В. Пионер полупроводниковой электроники // ФТТ. 2004. № 46. С. 5–9.

[3] Аникин М.М., Андреев А.Н., Лебедев А.А., Пятко С.Н., Растегаева М.Г., Савкина Н.С., Стрельчук А.М., Сыркин А.Л., Челноков В.Е. Высокотемпературный диод Шоттки // ФТП. 1991. № 25.

[4] Аникин М.М., Иванов П.А., Сыркин А.Л., Царенков Б.В., Челноков В.Е. SiC 6H – полевой транзистор с рекордной для карбидкремневых транзисторов крутизной // Письма в ЖТФ. 1989. № 15.

[5] Лебедев А.А., Аникин М.М., Растегаева М.Г., Савкина Н.С., Сыркин А.Л., Челноков В.Е. Полевой транзистор на основе 6H-SiC с затвором в виде диода Шоттки // ФТП. 1995. № 29. С. 1231–1236.

[6] Anikin M.M., Andreev A.N., Pyatko S.N., Savkina N.S., Strelchuk A.M., Syrkin A.L., Chelnokov V.E. UV photodetectors in 6H-SiC, Sensotrs and Actuators A. 1992. № 33. P. 91–93.

[7] Bludov A.V., Boltovets M.S., Vasilevski K.V., Zorenko A.V., Zakentes K., Lebedev A.A., Krivitsa V.A. Simulation and prototype fabrication of microwave modulators with 4H-SiC p-I-n diode // Material science Forum. 2004. V. 457–460. P. 1089–1092.

[8] Vasilevski K.V., Zorenko A.V., Zekentes K. Experimentsl observation of microwave oscillations produced by pulsed silicon carbide IMPATT diodes // Electron. Letters. 2001. № 37 (7). P. 466–467.

[9] Лебедев А.А., Белов С.В., Лебедев С.П., Литвин Д.П. и др. Начало промышленного выпуска SiC подложек и приборов на их основе // Труды 1-й российско-белорусской науч.-технич. конф. «Элементная база отечественной радиоэлектроники», посвященной 110-ю со дня рождения О.В. Лосева / Под ред. А.Э. Рассадина. Н. Новгород: Нижегородская радиолаборатория. 2013. В 2-х т. Т. 1. С. 23–24.

[10] Tairov Yu.M., Tsvetkov V.F. Investigation of Growth proceses of ingots of silicon carbide single crystals // J.Crystal Growth. 1978. № 43. P. 209–212.

[11] Patent USSR № 403275 (1970), Patent GB № 1458445 (21/02/74), Patent USA (1970) № 4147575 (03/04/79). Vodakov Yu.A., Mokhov E.N.

[12] Mokhov E.N., Shulpina I.L., Tregubova A.S., Vodakov Yu.A. Cryst. Res. Technol. 1981. № 16.

[13] Karpov S.Yu., Makarov Yu.N., Mokhov E.N. and etc. Analysis of silicon carbide growth by sublimation sandwich method, J. of Crystal Growth. 1997. № 173. P. 408–416.

[14] Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов. М.: Энергия. 1973.

[15] Вьюгинов В.Н., Гудков А.Г., Попов В.В. Повышение надежности и качества ГИС и МИС СВЧ. Кн. 3. М.: ООО НТП «Вираж-Центр». 2016.

[16] http://www.lapmaster.co.uk

[17] http://www.logitech.co.uk

[18] http://www.speedfam.com/en/index.html

[19] http://www.peter-wolters.com

[20] Zhang W., Meyer B.K. Growth of GaN quasi-substrates by hydride vapor phase epitaxy // Phys. Stat. Sol. 2003. V. 0. № 6. P. 1571–1582.

[21] Ambacher O. Growth and applications of Group III-nitrides // J. Phys. D: Appl. Phys. 1998. № 31. P. 2653–2710.

[22] ГОСТ 25948-83. Измерение удельного электрического сопротивления и коэффициента Холла.

[23] ГОСТ Р8.623-2006 ГСИ. Относительная диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь твердых диэлектриков. Методики выполнения измерений в диапазоне сверхвысоких частот.

[24] http://www.semimap.de/COREMA-WT.htm

[25] Вьюгинов В.Н., Уланова Т.А., Григорьев А.Д. Измерение параметров карбид-кремниевых подложек на СВЧ // Известия
ВУЗов России. Радиоэлектроника. 2013. № 3.

[26] Гольдштейн Р.В., Осипенко М.Н. Химико-механическое полирование. Ч. 1. Основные закономерности. Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН. Москва.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи