Способ контроля пригодности эпитаксиальных пленок для изготовления диодов ганна

ОПИСАН ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ Дополнительное к авт. с 75 (21) 214) Зая с присоединением зая Государственныи ком СССР по делам изобретен и открытий23) Приорн Опуб вано 25,03.79, Бю Дата опублнков писан) Авторы Л.Л.Люзе, В. В. Кукушкин, А. А НЭОбрЕтЕННя Р.Б.Бурлаков и Б.Б,Эл льниковг рденаради рудов техни(71) Заввител СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРИГОДНОСТИ ЭПИТАКСИАЛЬ ПЛЕНОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИОДОВ ГАННАИзобретение относится к полупроводниковой техникет а именно к про.изводству диодов Ганна.Известны способы контроля ква эпитаксиальных пленок арсенгаллия (электрофизические, стрные, оптические и,т.д.. ( Ц .Однако часто совершенные пленки,совершенство которых, в частности,проверяется структурными способами,непригодны для изготовления диодов Ганна.Извест я пригодности полупр ок для изг товления ем приложе ния к пле напряжения .смещения, ебаний и ре- гистрации ачестидауктурен способ контроловодниковых плендиодов Ганна путнке постоянноговозбуждения колотклика (21.атками этого спо я со ры эпитаксиальсть и концентра ые являются косхарактеризуют олно, поэтому отобранных по ывается пригоддиодов во-втоготовления дионедостютсяво-первых, параметных пленок - подвижноция электронов, которвенными параметрами ипленку недостаточно итолько часть пленок,этим параметрам, оказ.ной для изготовлениярых поскольку для из Красного Знамени институи электроники АН СССР дов Ганна изменяются эпитаксиальныеструктуры типа и-п - СаАБ, на которых+невозможно измерять эффект Холла,подвижность электронов в п-слоях,структуры п.-п+ -ОаАз определяется поподвижности, измеренной на п-слоях,выращенных одновременно на подложкеиз п 1 СаАз (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 окачестве слоев судят по отношению тока максимума к среднему току навольт-амперной характеристике (ВАХ),снятой по постоянному току. Режимапериодических колебаний можно обеспечить подключением к пленке нагрузки в виде апериодического контура,импеданс которого меньше сопротивления образца.На Фиг.1 показана усредненнаявольт-амперная характеристика; нафиг, 2- зависимость тока от времени;на Фиг,З - структурная схема измерительной установки,КоэфФициент сс. определяется иэотношения ( Э макс) тока, соответст3 б 535 вующего пороговому напряжению генерации, к усредненному ( Л ср ) току через образец при напряжениях выше порогового (Фиг,1), При этом важно, 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 О риод ганновских колебаний ток через диод (при полях выше порогового):Змакс мин 21 (Г 1+2 а)+эмин Г1 2близок к Эмщ,.Пролетный режим работы диода Ганна реализуется в апериодическом контуре, который характеризуется тем,что его резонансная частота много 2 Обольше пролетной, а нагрузкой является сопротивление, величина которогомного меньше сопротивления образца.Измерительная установка (фиг. 3)состоит из генератора 1 импульсов,последовательно включенного эмиттерного повторителя 2, к эмиттеру которого подключены апериодический контур3 и клемма 4, Одновременно с клеммы4 подается сигнал на вход усилителягоризонтальной развертки осциллографа 5В коллекторную цепь эмиттерного повторителя включена батарея б,эашунтированная конденсатором 7, Снагрузочного сопротивления 8 сигнал35подается на вход усилителя вертикальной развертки осциллографа 5,При подаче на образец серии возрастающих по величине импульсов напряжений на экране осциллографа возникаетВАХ образца. Если подается серия оди - 40ночных импульсов напряжений, по величине превышающих пороговое, на экране осциллографа отображается околопороговый участок ВЛХ, по которомутакже можно оценить (с меньшей точностью) величину с(.,Грубую оценку пригодности пленокможно сделать по величине сС следующим образом: пленки, у которыхоС 1непригодны, пленки, у которых С(.Ъ 1 - 5 Опригодны,Насыщение ВАХ (горизонтальныйучасток за пороговым напряжением)соответствует с(.-"1, При работе диодов 86 4в непрерывном режиме насыщение токаможет наступить не за счет электронных переходов, а за счет тепловыхэффектов, В данном случае тепловыеэффекты сведены к минимуму.Более точную оценку, определяющуютакже КПД приборов, делают па величине превышения коэффициента с(. единицы, Фактически при измерениях нетнеобходимости в вычислении а достаточна визуальная оценка вида ВАХ, таккак для Д.(1 на ВАХ имеется перегибкривой при пороговом напряжении, апри с(Ъ 1 от порога идет горизонтальнаяветвь ВАХ (с(.=1) или же понижение,переходящее в горизонтальную ветвь(при с(.1),Предложенный способ эффективен,позволяет поднять производительностьтруда при изготовлении диодов, улучшить технологию изготовления эпитак-сиальных пленок арсенида галлия типап-п СаАз, особенно пленок типа п+-.-п-пф, для которых вообще непригодны .известные способы измерения параметров п-слоя,Формула изобретения1, Способ контроля пригодностиэпитаксиальных пленок для изготовления диодов Ганна путем приложенияк пленке постоянного напряжения смещения, возбуждения колебаний тока ирегистрации отклика, о т л и ч а ющ и й с я тем, чта, с целью повышения эффективности контроля, возбуждение колебаний тока проводят в режиме апериодических колебаний, а о количестве слоев судят по отношениютока максимума к среднему току навольт-амперной характеристике, снятой по постоянному току.2. Способ по п.1, а т л и ч а ющ и й с я тем, чта режим апериодических колебаний обеспечивают подключением к пленке нагрузки в виде апериодического контура, импеданс которого меньше сопротивления образца.Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1Курносов А.И Юдин В.В, Техноогия производства полупроводниковыхло1 1приборов, М., Высшая школа , 1974,с,189.2, ЗЕЕ Тгапзас 11 опз оп Е 0 ес 1 гопЭеч 1 сев, ч.ЕП, Р 4, р,271-274,1970,653586 макс ин пак оставитель А.Варевскийехред И. Ъсталош Корректор С,Шекм Редактор Е,К аказ 1285/34 Тираж 696 ПодЦНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб.,сное ППП Патентф, г,ужгород, ул.Проектная,4 фил