Конструктивные особенности мультибарьерных гетеродиодов с отрицательным дифференциальным сопротивлением / Гергель В.А., Горшкова Н.М., Минкин В.С., Соболев А.С., Павлов А.Ю., Хабибуллин Р.А.

Несмотря на широкий выбор интегральных микроволновых схем миллиметрового диапазонадля телекоммуникационных и радиолокационных приложений, представленных на мировом рынке,потребность в компактных генераторах этого диапазона, которые могут быть интегрированы наодном кристалле GaAs, остается актуальной для отечественной промышленности. В качествеисточника терагерцового излучения можно использовать многобарьерные гетеродиоды на основеGaAs/AlGaAs. Мультибарьерные гетеродиоды, на которых основывается исследование, состоят изэпитаксиальных слоев GaAs/AlGaAs, толщиной порядка 50 нм и содержащие 6-7 барьеров. Ранеебыли исследованы процессы возникновения и поведения отрицательного дифференциальногосопротивления в мультибарьерных гетероструктурах, а также предложена модель расчетаэлектрических характеристик мультибарьерных структур сложной архитектуры [1,2].Спроектированы принципиально новые топологии гетеродиодов, разработан технологическиймаршрут изготовления. Основные операции технологического маршрута: формирование мезы длягетеродиода (глубина травления до нижнего легированного кремнием GaAs), формированиеомических контактов на основе Ni/Ge/Au, нанесение диэлектрического слоя на основе SiO2 или Si3N4(толщина диэлектрика не менее 0,2 мкм), формирование окон в диэлектрическом слое, нанесениеметалла на основе Ti/Au (толщина металлизации не менее 0,5 мкм), резка пластины на кристаллы.Под формированием «мезы» подразумевают создание структуры на полупроводниковойпластине с проводящими и непроводящими слоями с помощью травления поверхностигетероструктуры. Цель данной операции – отделение активных областей, на которых формируютсяприборы, друг от друга для избегания электрического контакта между приборами. Омическийконтакт представляет собой переходную область между приведенными в соприкосновение металломи полупроводником. Омический контакт должен оказывать минимальное сопротивлениепроходящему току, т.е. иметь минимальное возможное переходное сопротивление. А такжеомические контакты должны удовлетворять следующим требованиям: высокая проводимость,хорошая адгезия металлов к полупроводнику, тепловая устойчивость, однородность границыконтакта, технологичность (формирование контакта доступными методами), устойчивость кэлектромиграции, высокая коррозийная стойкость, морфология после термообработки. Проведеноприборно-технологическое моделирование многобарьерных гетеродиодов для оптимизацииэлектрофизических параметров приборов.