ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ ВАРИКАПА ЗІ ЗВОРОТНИМ ГРАДІЄНТОМ КОНЦЕНТРАЦІЇ ДОМІШКИ В БАЗІ

Abstract

Розробка варикапів зі зворотним градієнтом концентрації домішки в базі дала змогу значно розширити частотний діапазон їх використання в якості змінної ємності, керованої напругою. Натомість широке впровадження варикапів стримується низьким виходом придатних варикапів, із-за значного розкиду значень їх номінальної ємності по площі пластини та високим рівнем зворотного струму варикапів. В статті розглянуті причини і механізми деградації зворотних характеристик варикапа та причини розкиду значень їх номінальної ємності по площі пластини. Показано, що причиною низького виходу варикапів на контролі їх зворотного струму являється суттєвий вплив на їх зворотні характеристики структурних дефектів і посторонніх домішок. Встановлено, що головною причиною низького відсотка виходу придатних досліджуваних варикапів є окислювальні дефекти упакування, що утворюються в активних областях варикапних структур в процесі проведення термічного окислення та інших високотемпературних операцій. Проведені дослідження показали, що найбільш ефективним методом запобігання утворенню структурних дефектів в епітаксіальних шарах кремнію є створення гетеруючої області на зворотному боці пластин за допомогою дифузії фосфору. Встановлено, що основною причиною низького відсотка виходу придатних досліджуваних варикапів на контролі їх номінальної ємності є нерівномірність зворотного градієнта концентрації фосфору по площі пластини. Дослідження показали, що найбільш ефективним методом підвищення рівномірності зворотного градієнта концентрації фосфору по площі пластини являється проведення іонного легування фосфором через хімічно вирощений окисел кремнію та додатковий відпал пластин за температури 560оС перед розгонкою фосфору. Наведено експериментальні результати дослідження впливу на електричні параметри варикапу гетерування та оптимізованої технології створення зворотного градієнта концентрації фосфору в його базі. Показана ефективність запропонованої технології виготовлення варикапу щодо підвищення відсотка виходу придатних приладів.