ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ НА ПАРАМЕТРИ ДІОДІВ З НІКЕЛЕВИМ КОНТАКТОМ
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.5Ключові слова:
діод, гетерування, окислювальні дефекти упакування, зворотний струм, атоми нікелю, домішки.Анотація
Поряд із алюмінієм для металізації кремнієвих діодів використовують нікель. На відміну від алюмінію, нікель добре змочується припоєм і допускає приєднання провідників пайкою, утворює з кремнієм силіциди, стабільні в широкому діапазоні температур, допускає електролітичне формування локальних контактів. Ці переваги дозволяють використовувати простіші методи складання діодів, виключити з технологічного процесу операції фотолітографії з металізації і підвищити, таким чином, ефективність виробництва приладів, знизити їхню собівартість. Але, як показала практика, використання нікелю для створення омічних контактів пов’язане з його негативним впливом на зворотну гілку вольт-амперної характеристики діода. Негативний вплив нікелю на параметри діодів проявляється особливо інтенсивно при наявності структурних дефектів в кремнії. Встановлено, що причиною деградації зворотної гілки вольт-амперної характеристики діода з нікелевим омічним контактом являються окислювальні дефекти упакування , що утворюються в кремнії в процесі проведення технологічної операції «Термічне окислення». З метою запобігання утворенню структурних дефектів в кремнії необхідно було вибрати ефективний метод гетерування. Оскільки окислювальні дефекти упакування утворюються в кремнії, починаючи з першої високотемпературної операції – термічного окислення пластин, тому очевидно, слід використовувати гетерування уже на самому початку технологічного маршруту виготовлення діода. Проведені дослідження показали, що найбільш ефективним методом запобігання утворенню структурних дефектів в епітаксіальних шарах являється створення гетеруючої області на зворотному боці підкладки за допомогою проведення в неї дифузії фосфору за температури 1100оС на протязі 60 хв перед технологічною операцією «Термічне окислення». Наведено експериментальні результати дослідження впливу на зворотну характеристику варикапа процесу гетерування, а також проаналізовано можливі механізми цього впливу. Показана ефективність запропонованої технології з використанням гетерування щодо зниження рівня зворотних струмів і підвищення виходу придатних приладів.
Посилання
Meda L., Gerofolini G.F., Queirodo Gr. Impurities аnd defects in silicon single crystal // Progress Crystal Growth and Characterization, 1987. Vol. 15. № 2. P. 97–131.
Ravi К.V. Imperfections and Impurities in Semiconductor Silicon. John Wiley & Sons, New York, 1981. 379 p.
Lecrosnler D., Paugam J., Richou F. et al. Influence of phosphuuuorus-induced point defects on a gold- gettering mechanism in silicon // J. Appl. Phys., 1980. Vol. 51. № 2. P. 1036-1040.
Литвиненко В.М., Богач М.В. Моделювання процесів гетерування швидкодифундуючих домішок в технології діодів Шотткі. Вісник ХНТУ , 2019. Т.68. №1. С. 25-33.
Кукурудзяк М.С. Метод «очищення» поверхні фоточутливих елементів кремнієвих p-i-n фотодіодів від дислокацій // Хімія, фізика та технологія поверхні, 2023. Т. 14. № 2. С. 182–190.
Небеснюк О.Ю.1 , Солодовник А.І. Дослідження процесу легування з використанням температурних впливів на якість кремнієвих приладових структур // Елементи, прилади та системи електронної техніки: матеріали першої міжнародної наук.-практ. конф., м. Запоріжжя: ЗДІА, 16.листопада 2018 року. Запоріжжя, 2018. С. 40–41.
Пятайкіна М. І., Стрілкова Т. О. Дослідження дефектів дислокації в напівпровідникових матеріалах оптичними методами. Приладобудування: стан і перспективи: матеріали XХІІ Міжнар. наук.-техн. конф., м. Київ, 16-17 травня 2023 року. Київ, 2023. С. 45–47.
Гребенюк E.A., Васильєва І.К., Ніконова З.А. Оптимізація способів виготовлення систем живлення на кремнієвих структурах // Елементи, прилади та системи електронної техніки: матеріали першої міжнародної наук.- практ. конф., м. Запоріжжя: ЗДІА, 16.листопада 2018 року. Запоріжжя, 2018. С. 45.
Павлов С. М. Основи мікроелектроніки. Навчальний посібник. Вінниця : ВНТУ , 2010. 224 с.
Milnes A. G. Deep Impurities In Semiconductors. John Wiley & Sons, New York, 1973. 526 p.
