Способ изготовления мдп-транзисторов

Реферат

 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов, в частности МДП - транзисторов на подложке арсенида галлия. Целью является повышение крутизны транзисторов. Цель достигается тем, что на подложку арсенида галлия, содержащую области стока и истока, осаждают диэлектрик методом пиролиза. В качестве газовой смеси используют диэтилдитиокарбамат цинка. 1 табл.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов, в частности МДП-транзисторов на подложке из арсенида галлия. Целью изобретения является повышение крутизны транзисторов. Усилительные и частотные свойства МДП-транзисторов определяются главным образом энергетическими и кинематическими параметрами ловушек в приграничной области гетероконтакта полупроводник диэлектрик и в объеме слоя диэлектрика. Указанные параметры, в свою очередь, определяются как материалом компонентов гетеропары, так и условиями формирования слоя подзатворного диэлектрика. Экспериментально установлено, что в случае осаждения на поверхность подложки из арсенида галлия n-типа проводимости слоя сульфида цинка, полученного разложением диэтилдитиокарбамата (ДЭДТК) цинка, при определенных значениях температур подложки и испарителя с ДЭДТК формируется гетерограница, характеризуемая плотностью Nss состояний (3-5) х 1011 ЭВ-1/см-2. Достижение указанного значения Nss, приемлемого для создания МДП-приборов, обусловлено хорошим встраиванием атомов цинка и серы в решетку арсенида галлия, сопровождающимся "залечиванием" дефектов в приповерхностной области GaAs, что обеспечивается благоприятным соотношением полных радиусов атомов Zn и Ga, с одной стороны, и SuAs, с другой, и подтверждается высокой растворимостью серы и цинка в матрице арсенида галлия. Связывание As атомами цинка и серы приводит к насыщению свободных валентностей и, как следствие, к уменьшению Nss и стабилизации свойств поверхности. Таким, образом, получение в системе ZnS-n-AsGa гетероконтакта с низкой плотностью пограничных состояний (менее 1012 см-2) позволяет создать на его основе МДП-транзисторы с повышенной крутизной и пониженной длинновременной релаксацией тока стока. Экспериментально установлено, что положительный эффект достигается в ограниченном интервале температур подложки (Тп) и испарителя (Ти) ДЭДТК цинка при формировании пленки сульфида цинка. При Тп < 290оС граница раздела полупроводник диэлектрик характеризуется высоким значением Nss, что не позволяет изготовить МДП-прибор с требуемыми параметрами транзисторов. При Тп > 350оС повышение уровня вторичных реакций распада продуктов распада ДЭДТК цинка приводит к загрязнению слоя диэлектрика углеродистыми остатками. В результате наблюдается рост активной компоненты тока утечки и, как следствие, падение крутизны управляющей ВАХ транзистора. Аналогичная ситуация имеет место при температуре испарителя более 250оС, когда наблюдается частичное разложение ДЭДТК цинка в испарителе, что приводит к изменению состава паровой фазы. Адсорбция продуктов распада на поверхность растущего слоя приводит к его загрязнению и появлению дополнительных центров, перезарядка которых снижает крутизну управляющей ВАХ транзистора и увеличивает длинновременную релаксацию тока стока прибора. При Ти < 200оС давление пара ДЭДТК цинка в приповерхностной кристаллизации области подложки мало, что нарушает условия кристаллизации пленок и способствует переадсорбции продуктов распада, вызывая описанные последствия, затрудняющие достижение поставленной цели. П р и м е р. Для изготовления транзистора по данному способу использованы стандартные эпитаксиальные структуры арсенида галлия марки "САГИС 6Н". Способ изготовления МДП-транзистора включает следующие операции: формирование областей истока и стока (Au-Ge-Ni, вжигание; формирование контактных площадок к областям истока, стока и затвора (200 Cr 0,6 мкм Au); обработка пластин в 5%-ном водном растворе соляной кислоты при комнатной температуре; осаждение слоя сульфида цинка разложением ДЭДТК цинка (см. таблицу); прямая фотолитография по ZnS; формирование электрода затвора (V Au) и металла разводки; скрайбирование и разводка в корпусе. Результаты измерений для различных режимов формирования слоя сульфида цинка приведены в таблице. Для транзисторов, изготовленных по данному способу, длинновременная релаксация тока стока и частотная дисперсия крутизны наблюдается в интервале частот 10-122 Гц и не превышает 10% В области частот 103-109Гц изменения основных параметров транзистора с изменением частоты не наблюдается. Полоса рабочих частот прибора не менее 109 Гц, времена переключения 5х10-10 с.

Формула изобретения

Способ изготовления МДП-транзисторов, включающий формирование на подложке арсенида галлия n-типа проводимости областей истока и стока, осаждение слоя диэлектрика методом пиролиза, формирование электрода затвора, отличающийся тем, что, с целью повышения крутизны транзисторов, слой диэлектрика осаждают пиролитическим разложением диэтилдитиокарбамата цинка при температуре подложки 290 350oС и температуре испарителя диэтилдитиокарбамата 200 250oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1