Способ контроля пригодности эпитаксиальных пленок для изготовления диодов ганна
Союз Советских
Сс(циалистических
Реслублик
ОПИСА
ИЗОБРЕТЕ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ.(61) Дополнительное к авт. свид(22) Заявлено 030675 (21) 2141188 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приорнтет—
Опубликовано 250379. Бюллет
Дата опубликования опнсани
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (73) Авторы нэобретення
Л.Л.Люз е, В.B. Кукушкин, А. А . .Красильников, Р.Б.Бурлаков и Б.Б.Эленкриг
Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники AH СССР
Pl) заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРИГОДНОСТИ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ
ПЛЕНОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИОДОВ ГАННА
Изобретение относится к полупроводниковой технике а именно к про.изводству диодов Ганна.
Известны способы контроля качества эпитаксиальных пленок арсенида галлия {электрофизические, структурные, оптические и т.д.) .(Ц
Однако часто совершенные пленки, совершенство которых, в частности, проверяется структурными способами, непригодны для изготовления диодов
Ганна.
Известен способ контроля пригодности полупроводниковых пленок для изготовления диодов Ганна путем приложения к пленке постоянного напряжения .смещения, возбуждения колебаний и регистрации отклика (21.
Недостатками этого способа являются во-первых, параметры эпитаксиальных пленок - подвижность и концентрация электронов, которые являются косвенными параметрами и характеризуют пленку недостаточно полно, поэтому только часть пленок, отобранных по этим параметрам, оказывается пригодной для изготовления диодов; во-вто- рых, поскольку для изготовления диодов Ганна изменяются эпитаксиальные структуры типа и-п. — СаАБ, на которых
+ невозможно измерять эффект Холла, подвижность электронов в п-слоях, структуры п.-п+ -GaAs определяется по подвижности, измеренной на п-слоях, выращенных одновременно на подложке из niCaAs (по спутнику), что увеличивает неоднозначность измерений.
Целью изобретения является повышение эффективности контроля пленок.
Это достигается тем, что возбуждение колебаний тока проводят в режиме апериодических колебаний, а о качестве слоев судят по отношению тока максимума к среднему току на вольт-амперной характеристике (ВАХ), снятой по постоянному току. Режим апериодических колебаний можно обеспечить подключением к пленке нагрузки в виде апериодического контура, импеданс которого меньше сопротивления образца.
На фиг.1 показана усредненная вольт-амперная характеристика; на фиг. 2- зависимость тока от времени; на фиг.3 — структурная схема измерительной установки, Коэффициент сс. определяется иэ отношения (J макс) тока, соответстЪ
15 близок к Л
Пролетный режим работы диода Ганна реализуется в апериодическом контуре, который характеризуется тем, что его резонансная частота много у больше пролетной, а нагрузкой является сопротивление, величина которого много меньше сопротивления образца.
Измерительная установка (фиг.3) состоит из генератора 1 импульсов, последовательно включенного эмиттерного повторителя 2, к эмиттеру которого подключены апериодический контур
3 и клемма 4. Одновременно с клеммы
4 подается сигнал на вход усилителя горизонтальной развертки осциллографа 5. B коллекторную цепь эмиттерного повторителя включена батарея 6, эашунтированная конденсатором 7. С нагрузочного сопротивления 8 сигнал
35 подается на вход усилителя вертикальной развертки осциллографа 5.
При подаче на образец серии возрастающих по величине импульсов напряжений на экране осциллографа возникает
ВАХ образца. Если подается серия оди— 40 ночных импульсов напряжений, по величине превышающих пороговое, на экране осциллографа отображается околопороговый участок ВАХ, по которому также можно оценить (с меньшей точ- 45 ностью) величину d-, Грубую оценку пригодности пленок можно сделать по величине с(, следующим образом: пленки, у которых СС< 1 непригодны, пленки, у которых с(.М вЂ” 5О пригодны.
Насыщение ВАХ (горизонтальный участок за пороговым напряжением) соответствует g(.-"1. При работе диодов
3 6535 вующего пороговому напряжению генерации, к усредненному (асср ) току через образец при напряжениях выше порогового (фиг, 1 ), При этом в ажно, чтобы образец работал в пролетном режиме. В этом случае зависимость тока через образец от времени имеет 5 вид отдельных импульсов така (фиг,2), Поскольку в обычных диодах Ганна время образования домена К(и исчезновения Г много меньше пролетного времени Г, видно, что средний за пе- l0 риод ганновских колебаний ток через диод (при полях выше порогового): (ЗмаКС- Зм«21 (Г + Юа)+Дм«. ;
1 2
86 4 в непрерывном режиме насыщение тока может наступить не за счет электронных переходов, а за счет тепловых эффектов. В данном случае тепловые эффекты сведены к минимуму.
Более точную оценку, определяющую также КПД приборов, делают по величине превышения коэффициента d единицы. Фактически при измерениях нет необходимости в вычислении о достаточна визуальная оценка вида ВАХ, так как для oL<1 íà BE.Õ имеется перегиб кривой при пороговом напряжении, а при с(.>1 от порога идет горизонтальная ветвь ВАХ (с(.=1) или же понижение, переходящее в горизонтальную ветвь (при с(.>1) .
Предложенный способ эффективен, позволяет поднять производительность труда при изготовлении диодов, улучшить технологию изготовления эпитак- сиальных пленок арсенида галлия типа п-п GaAs особенно пленок типа п+-п-п, для которых вообще непригодны. известные способы измерения параметров п-слоя, Формула изобретения
1. Способ контроля пригодносrH эпитаксиальных пленок для изготовления диодов Ганна путем приложения к пленке постоянного напряжения смещения, возбуждения колебаний тока и регистрации отклика, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности контроля, возбуждение колебаний тока проводят в режиме апериодических колебаний, а о количестве слоев судят по отношению тока максимума к среднему току на вольт-амперной характеристике, снятой по постоянному току.
2. Способ по п.1, î т л и ч а юшийся тем, что режим апериодических колебаний обеспечивают подключением к пленке нагрузки в виде апериодического контура, импеданс которого меньше сопротивления образца.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1 ° Курносов А.И,, Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов, M. Высшая школа, 1974, с,189.
2. JEE Transactions on Electron
Devices, ч.ED-17, 9 4, р.271-274, 1970, 653586 никс пар
Rn. I
Г
Паке
Риа.3
Редактор Е.Кравцова
Заказ 1285/34 Тираж 696 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул .Проектная,4 ср
Фин
Сост авит ель A. Ларе вский
Техред И Асталош Корректор С Шекмар
