Поліпшення зворотних характеристик діода Шотткі при використанні гетерування
Анотація
Діоди Шотткі (ДШ) широко використовуються в багатьох областях електроніки як випрямні діоди невеликої та середньої потужності, а також як імпульсні діоди. При цьому вартість ДШ залишається порівняно високою через низький вихід придатних приладів, що пояснюється високим рівнем зворотних струмів і низькою, в порівнянні з p—n-переходами, пробивною напругою. Ці явища пов'язані з істотною залежністю зворотних струмів ДШ від якості поверхні діодних структур і впливом на них структурних дефектів і сторонніх домішок.
У даній роботі досліджено вплив структурних дефектів і домішкових забруднень поверхні на рівень зворотних струмів ДШ і ефективність застосування операцій гетерування для його зниження і підвищення виходу придатних приладів. Встановлено, що причинами низького відсотка виходу придатних структур ДШ при контролі рівня їх зворотних струмів є окиснювальні дефекти упаковки, що утворюються в активних областях діодів в процесі проведення термічного окиснення, і домішкові забруднення на поверхні діодних структур. Запропоновано технологію виготовлення структур ДШ з двома гетерними областями, одна з яких створена імплантацією аргону на зворотному боці пластини, друга — дифузією бору на робочій стороні пластини.
У порівнянні з базовою технологією виготовлення структур ДШ показано, що розроблена технологія із застосуванням гетерування структурно-домішкових дефектів дозволяє запобігти утворенню окиснювальних дефектів упаковки в активних областях діодів і поліпшити стан поверхні діодних структур, що дає можливість знизити рівень зворотних струмів діодів і, як наслідок, істотно (до 10%) підвищити вихід придатних приладів.
Посилання
Drozdov А.V., Danilov D.S., Yusupov I.V., Ghoshin G.G. [Simulation of diodes with Schottky barrier for applying in monolithic microwave integrated circuits]. Doklady TUSUR, 2018, vol. 21, no. 1, pp. 28-31. (Rus)
Kerimov E.A. Electrical properties of contacts with the IrSi-Si-based Schottky barrier. Russian Microelectronics, 2015, vol. 44, iss. 4. pp. 244-247.
Vikulin I.M., Stafeev V.I. Fizika poluprovodnikovykh priborov [Physics of semiconductor devices]. Moscow, Radio і Svyаz’, 1990, 264 p. (Rus)
Khorosheva M.A., Kveder V.V., Seibt М. On the nature of defects produced by motion of dislocations in silicon. Physica Status Solidi A, 2015, vol. 212, iss. 8, pp. 1695-1703. https://doi.org/10.1002/pssa.201532153
Kveder V., Khorosheva М., Seibt М. Interplay of Ni and Au atoms with dislocations and vacancy defects generated by moving dislocations in Si. Solid State Phenomena, 2016, vol. 242. pp. 147-154. https://doi.org/10.4028/www. scientific.net/SSP.242.147
Loginov Yu.Yu., Mozsherin A.V., Brilikov A.V. [Effect of elastic stresses on the formation of structural defects in semiconductors]. Vestnik SibGAU, 2013, no. 2(48), pp. 198-200. (Rus)
Ravi K.V. Imperfactions and impurities in semiconductor silicon. New York, Wiley, 1981, 379 p.
Vikulin I.M., Litvinenko V.N., Shutov S.V. et al. Enhancing parameters of silicon varicaps using laser gettering. Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature. 2018, no. 2, pp. 29-32. http://dx.doi. оrg/10.15222/TKEA2018.2.29
Rhoderick E. H. Metal-semiconductor contacts. Oxford, Clarendon Press, 1978, 201 p.
Solodukha V.A., Lanin V.L., Soloviev Ya.A. [Increasing the stability of the structures of the Schottky diodes with a guard ring to static electricity discharges]. Bulletin of Polotsk State University. Serie C: Fundamental Sciences. 2015, no.12. pp.72-81. (Rus)
Litvinenko V.N., Bohach N.V. [Defects and impurities in silicon and their gettering methods]. Vіsnik KhNTU, 2017, no. 1(60), pp. 32-42. (Rus)
Pilipenko V.A., Gorushko V.A., Petlitskiy A.N., Ponaryadov V.V., Turtsevich A.S., Shvedov S.V. Methods and mechanisms of gettering of silicon structures in the production of integrated circuits. Tekhnologiya i Konstruirovanie v Elektronnoi Apparature, 2013, no. 2-3, pp. 43-57.
Bokhan Yu.I., Kamenkov V.S., Tolochko N.K. Dominant factors of the laser gettering of silicon wafers. Semiconductors, 2015, vol. 49, iss. 2, pp. 270-273. https:// doi.org/10.1134/S1063782615020050
Klimanov E.A. [Mechanism of gettering the generation-recombination centers in silicon at diffusion of phosphorus and boron]. Uspekhi prikladnoi fiziki, 2015, vol. 3, no. 2, pp. 121-125. (Rus)
Litvinenko V.M., Vikulin I.M. Influence of surface properties on the inverse characteristics of semiconductor devices. Bulletin of KhNTU, 2018, no. 1 (64), pp.46-56. (Rus)
Kruglov A.I., Krus A.P., Belyaev A.A. Optimization of the manufacturing technology of diode structures in order to reduce defect formation processes and improve the parameters of devices with a Schottky barrier. Electronic equipment. Ser. 8. Quality management, standardization, metrology, testing, 1989, iss. 2 (134). pp. 70-74. (Rus)
Anokhin V.Z. Practikum po himii I technologii poluprovodnikov [Practical work on chemistry and technology of semiconductors]. Ed. Ugai Ya.A, Moscow, Higher School, 1978, 264 p. (Rus)
Grafutin V.I., Prokop’ev E.P., Timoshenkov S.P. Gettering and synergetic approaches to the problem of silicon and silicon-based materials. Review. Nanotechnology Research and Practice, 2014, vol. 1, no. 1. pp. 4-26. http://dx.doi.org/10.13187/ejnr.2014.1.4п
Pat. UA 125518. Sposіb vigotovlennya dіoda Shottkі [Method of manufacturing a Schottky diode] / Litvinenko V.M., 2018, Bull. № 9. (Ukr)
Pat. UA 55798 А. [Method of fabricating structures of a diode with a Schottky barrier] / V.M. Litvinenko, S.V. Litvinenko. 2003, Bull. № 4. (Ukr)
Litvinenko V.M., Bogach M.V. Vplyv technologichnyh faktoriv na parametri diodiv Shottky [Influence of technological factors on the parameters of Schottky diodes]. Kherson, publ. by PP Vyshemirsky V.S., 2017, 116 p. (Ukr)
Labunov V.A., Baranov I.L., Bondarenko V.P., Dorofeev A.M. Sovremennye metody getterirovania v tehnologii poluprovodnikovoj electroniki. [Modern methods of gettering in semiconductor electronics technology]. Foreign electronics. 1983, no. 11 (270), pp. 3-66. (Rus)
Nemtsev G.Z., Pekarev A.I., Chistyakov Yu.D., Burmistrov A.N. Getterirovanie tochechnyh defectov v proizvodstve poluprovodnikovyh priborov. [Gettering of point defects in the production of semiconductor devices]. Foreign electronics. 1981, no. 11 (245), pp. 3-63. (Rus)
Авторське право (c) 2019 Литвиненко В. М., Вікулін І. М., Горбачов В. Е.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
