Полуизолирующие 6Н-SiC подложки для применения в современной электронике

А. А. Лебедев; С. В. Белов; С. П. Лебедев; Д. П. Литвин; И. П. Никитина; А. В. Васильев; Ю. Н. Макаров; С. С. Нагалюк; А. Н. Смирнов; В. В. Попов; В. Н. Вьюгинов; Р. Г. Шифман; Ю. С. Кузьмичев; Н. К. Травин; О. В. Венедиктов

Полуизолирующие 6Н-SiC подложки для применения в современной электронике

А. А. Лебедев¹, С. В. Белов², С. П. Лебедев³, Д. П. Литвин⁴, И. П. Никитина⁵, А. В. Васильев⁶, Ю. Н. Макаров⁷, С. С. Нагалюк⁸, А. Н. Смирнов⁹, В. В. Попов¹⁰, В. Н. Вьюгинов¹¹, Р. Г. Шифман¹², Ю. С. Кузьмичев¹³, Н. К. Травин¹⁴, О. В. Венедиктов¹⁵

научная статья Страницы: 9-15

¹ д. ф.-м. н., профессор, зам. руководителя отделения твердотельной электроники, Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург
^2,5 ст. инженер, Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург
³ мл. науч. сотрудник, Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург; Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
⁴ науч. сотрудник, Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН, Санкт-Петербург
⁶ зам. ген. директора по производству, ООО «Группа компаний «Нитридные кристаллы», Санкт-Петербург
⁷ к. ф.-м. н., ген. директор, ООО «Группа компаний «Нитридные кристаллы», Санкт-Петербург
⁸ вед. инженер-технолог, ООО «Группа компаний «Нитридные кристаллы», Санкт-Петербург
⁹ к. ф.-м. н., ст. науч. сотрудник, Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург
¹⁰ к.т.н., ген. директор, ОАО «Светлана», Санкт-Петербург
¹¹ к. т. н., директор, ЗАО «Светлана-Электронприбор», Санкт-Петербург
¹² зам. директора по науке - начальник ОКБ, ЗАО «Светлана-Электронприбор», Санкт-Петербург
¹³ начальник лаборатории, ЗАО «Светлана-Электронприбор», Санкт-Петербург
¹⁴ вед. инженер-технолог, ЗАО «Светлана-Электронприбор», Санкт-Петербург
¹⁵ инженер-технолог, ЗАО «Светлана-Электронприбор», Санкт-Петербург

Ключевые слова: карбид кремния (SiC)полуизолирующие подложки карбида кремния кристаллы политип MESFET-транзистор

Аннотация

Представлены результаты работ в ОАО «Светлана» по созданию базовой промышленной технологии роста монокристаллического полуизолирующего карбида кремния и изготовления подложек из него. Приведены параметры полученных подложек и рассмотрены наиболее перспективные применения.

Для цитирования

Лебедев А.А., Белов С.В., Лебедев С.П., Литвин Д.П., Никитина И.П., Васильев А.В., Макаров Ю.Н., Нагалюк С.С., Смирнов А.Н., Попов В.В., Вьюгинов В.Н., Шифман Р.Г., Кузьмичев Ю.С., Травин Н.К., Венедиктов О.В. Полуизолирующие 6Н-SiC подложки для применения в современной электронике // Электромагнитные волны и электронные системы. 2014. № 4. С. 9–15.

Список источников

Остроумов А. Г., Рогачев А. А. О.В.Лосев - пионер полупроводниковой электроники // Физика: проблемы, история, люди: Сб. научных трудов / под ред. В. М. Тучкевича. Л.: Наука. 1986.
Новиков М. А. Олег Владимирович Лосев - 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. С. 328.
Аникин М. М., Иванов П. А., Сыркин А. Л., Царенков Б. В., Челноков В. Е.SiC6H? полевой транзистор с рекордной для карбидкремневых транзисторов крутизной // Письма в ЖТФ 1989. № 15. С. 36.
Лебедев А. А., Аникин М. М., Растегаева М. Г., Савкина Н. С., Сыркин А. Л., Челноков В. Е. Полевой транзистор на основе 6H-SiCс 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. and Chelnokov V. E., UV photodetectors in 6H-SiC // Sensotrs and Actuators A. 1992. № 33. Р. 91-93.
BludovA.V., BoltovetsM.S., VasilevskiK.V., ZorenkoA.V., ZakentesK., LebedevA.A., KrivitsaV.A.,Simulation and prototype fabrication of microwave modulators with 4H-SiC p-I-n diode // Material science Forum2004. V.457-460. Р.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). Р. 466-467.
Лебедев А. А., Белов С. В., Лебедев С. П., Литвин Д. П., Никитина И. П.,Васильев А. В., Макаров Ю. Н.,Нагалюк С. С., Стрельчук А. М., Попов В. В., Вьюгинов В. Н., Шифман Р. Г., Кузмичев Ю. С., Травин Н. К., Венедиктов О. В. Начало промышленного выпуска SiC подложек и приборов на их основе // Труды 1-й Российско-Белорусской научно-технической конференции «Элементная база отечественной радиоэлектроники», посвященной 110-летию со дня рождения О. В. Лосева. В 2-х т. / под ред. А. Э. Рассадина. Н. Новгород.: Нижегородская радиолаборатория. 2013. Т. 1. С. 23-24.
Tairov Yu. M. and Tsvetkov V. F., Investigation of Growth proceses of ingots of silicon carbide single crystals // J.Crystal Growth. 1978. № 43. Р. 209-212.
Patent USSR № 403275. 1970; Patent GB № 1458445 (21.02.74); Patent USA. 1970. № 4147575 (03.04.79) / Yu. A.Vodakov and E. N.Mokhov.
Mokhov E. N., Shulpina I. L., Tregubova A. S. and Vodakov Yu. A., Cryst. Res. Technol. 1981. № 16. Р. 879.
Karpov S. Yu., Makarov Yu. N., Mokhov E. N., Ramm M. G., Ramm M. S., Roenkov A. D., Talalaev R. A., Vodakov Yu. A., Analysis of silicon carbide growth by sublimation sandwich method // J. of Crystal Growth. 1997. № 173. Р. 408-416.
Зи С. М.Физика полупроводниковых приборов. М.: Энергия. 1973.
Levinshtein M. E., Rumyantsev S. L., Shur M. S., Properties of Advanced Semiconductor materials: GaN, AlN, InN, BN, SiC, SiGe. New York: Wiley. 2001.
Yim J. H., et al., 4H-SiC Planar MESFETs on High-Purity Semi-insulating Substrates // Materials Science Forum. 2007. V. 556-557. P. 763-766.
Katakami S., Ogata M., Ono S. and Arai M., Improvement of Electrical Characteristics of Ion Implanted 4H-SiC MESFET on a Semi-insulating Substrate // Materials Science Forum. 2007. V. 556-557. P. 803-806.
Novoselov K. S., Geim A. K., Morozov S. V., Jiang D., Zhang Y., Dubonos S.V., Grigorieva I. V., Firsov A. A., Electric field effect in atomically thin carbon films. // 2004. Science 306. Р. 666.
Lemme M. C., Current status of graphene transistors // Solid State Phenomena. 2009. № 156. Р. 499.
Schwierz F., Graphene transistors, Nature Nanotech. 2010. № 5. Р. 487.
Wu Y. Lin, Y., Jenkins K., et al., RF performance of short channel graphene field-effect transistor // Tech. Dig. of Int. Electron Device Meeting (IEDM). 2010. № 226.
Tzalenchuk A., lara-Avila S., Kalaboukhov A., Paolillo S., Syvajarvi M., Yakimova R., Kazakova O., Janssen T. J. B. M., Fal-ko V., and Kubatkin S., Nature Nanotechnology. 2010. № 5. Р. 186-189.
Лебедев А. А., Челноков В. Е. Широкозонные полупроводники для силовой электроники // ФТП. 1999. Т. 33. № 9. С. 1096-1099.
Young L., et. al., Field plate engineering for GaN-based Schottky barrier diodes // J. of Semiconductors. 2013. V. 34. № 5. Р. 054007.
LaRoche J. R, Luo B., Ren F., Baik K. H., Stodilka D., Gila B., Abernathy C. R., Pearton S. J., Usikov A., Tsvetkov D., Soukhoveev V., Gainer G., Pechnikov A., Dmitriev V., Chen G.-T., Pan C.-C., Chyi J.-I., GaN/AlGaN HEMTs grown by hydride vapor phase epitaxy on AlN/SiC substrates // Solid-State Electronics 2004. № 48. P. 193-196.

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

[2] Новиков М. А. Олег Владимирович Лосев - 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. С. 328.

[4] Аникин М. М., Иванов П. А., Сыркин А. Л., Царенков Б. В., Челноков В. Е.SiC6H? полевой транзистор с рекордной для карбидкремневых транзисторов крутизной // Письма в ЖТФ 1989. № 15. С. 36.

[5] Лебедев А. А., Аникин М. М., Растегаева М. Г., Савкина Н. С., Сыркин А. Л., Челноков В. Е. Полевой транзистор на основе 6H-SiCс 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. and Chelnokov V. E., UV photodetectors in 6H-SiC // Sensotrs and Actuators A. 1992. № 33. Р. 91-93.

[7] BludovA.V., BoltovetsM.S., VasilevskiK.V., ZorenkoA.V., ZakentesK., LebedevA.A., KrivitsaV.A.,Simulation and prototype fabrication of microwave modulators with 4H-SiC p-I-n diode // Material science Forum2004. V.457-460. Р.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). Р. 466-467.

[9] Лебедев А. А., Белов С. В., Лебедев С. П., Литвин Д. П., Никитина И. П.,Васильев А. В., Макаров Ю. Н.,Нагалюк С. С., Стрельчук А. М., Попов В. В., Вьюгинов В. Н., Шифман Р. Г., Кузмичев Ю. С., Травин Н. К., Венедиктов О. В. Начало промышленного выпуска SiC подложек и приборов на их основе // Труды 1-й Российско-Белорусской научно-технической конференции «Элементная база отечественной радиоэлектроники», посвященной 110-летию со дня рождения О. В. Лосева. В 2-х т. / под ред. А. Э. Рассадина. Н. Новгород.: Нижегородская радиолаборатория. 2013. Т. 1. С. 23-24.

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

[11] Patent USSR № 403275. 1970; Patent GB № 1458445 (21.02.74); Patent USA. 1970. № 4147575 (03.04.79) / Yu. A.Vodakov and E. N.Mokhov.

[12] Mokhov E. N., Shulpina I. L., Tregubova A. S. and Vodakov Yu. A., Cryst. Res. Technol. 1981. № 16. Р. 879.

[13] Karpov S. Yu., Makarov Yu. N., Mokhov E. N., Ramm M. G., Ramm M. S., Roenkov A. D., Talalaev R. A., Vodakov Yu. A., Analysis of silicon carbide growth by sublimation sandwich method // J. of Crystal Growth. 1997. № 173. Р. 408-416.

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

[15] Levinshtein M. E., Rumyantsev S. L., Shur M. S., Properties of Advanced Semiconductor materials: GaN, AlN, InN, BN, SiC, SiGe. New York: Wiley. 2001.

[16] Yim J. H., et al., 4H-SiC Planar MESFETs on High-Purity Semi-insulating Substrates // Materials Science Forum. 2007. V. 556-557. P. 763-766.

[17] Katakami S., Ogata M., Ono S. and Arai M., Improvement of Electrical Characteristics of Ion Implanted 4H-SiC MESFET on a Semi-insulating Substrate // Materials Science Forum. 2007. V. 556-557. P. 803-806.

[18] Novoselov K. S., Geim A. K., Morozov S. V., Jiang D., Zhang Y., Dubonos S.V., Grigorieva I. V., Firsov A. A., Electric field effect in atomically thin carbon films. // 2004. Science 306. Р. 666.

[19] Lemme M. C., Current status of graphene transistors // Solid State Phenomena. 2009. № 156. Р. 499.

[20] Schwierz F., Graphene transistors, Nature Nanotech. 2010. № 5. Р. 487.

[21] Wu Y. Lin, Y., Jenkins K., et al., RF performance of short channel graphene field-effect transistor // Tech. Dig. of Int. Electron Device Meeting (IEDM). 2010. № 226.

[22] Tzalenchuk A., lara-Avila S., Kalaboukhov A., Paolillo S., Syvajarvi M., Yakimova R., Kazakova O., Janssen T. J. B. M., Fal-ko V., and Kubatkin S., Nature Nanotechnology. 2010. № 5. Р. 186-189.

[23] Лебедев А. А., Челноков В. Е. Широкозонные полупроводники для силовой электроники // ФТП. 1999. Т. 33. № 9. С. 1096-1099.

[24] Young L., et. al., Field plate engineering for GaN-based Schottky barrier diodes // J. of Semiconductors. 2013. V. 34. № 5. Р. 054007.

[25] LaRoche J. R, Luo B., Ren F., Baik K. H., Stodilka D., Gila B., Abernathy C. R., Pearton S. J., Usikov A., Tsvetkov D., Soukhoveev V., Gainer G., Pechnikov A., Dmitriev V., Chen G.-T., Pan C.-C., Chyi J.-I., GaN/AlGaN HEMTs grown by hydride vapor phase epitaxy on AlN/SiC substrates // Solid-State Electronics 2004. № 48. P. 193-196.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи