Научная статья на тему 'ВИКОРИСТАННЯ ТОВСТИХ ШАРІВ ПОРИСТОГО АНОДНОГО ОКИСЛУ КРЕМНІЮ ДЛЯ ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ ВАРИКАПІВ'

ВИКОРИСТАННЯ ТОВСТИХ ШАРІВ ПОРИСТОГО АНОДНОГО ОКИСЛУ КРЕМНІЮ ДЛЯ ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ ВАРИКАПІВ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
5
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
варикап / технологія / пористий анодний окисел кремнію / varicap / technology / porous anode silicon oxide

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — О. М. Фролов, С. Р. Сєліверстова

Варикапи або діоди зі змінною ємністю є одним з важливих елементів електронної техніки. Вони використовуються в сучасної радіоелектронної апаратурі різноманітного призначення. наприклад, в апаратурі зв'язку та апаратурі автоматичного керування для налаштування на необхідну частоту. Завдяки необхідності розробки нової апаратури, постійно підвищуються вимоги до параметрів і характеристик електронних компонентів, які використовують в цей апаратурі, у тому числі й до варикапів. Тому виготовлення варикапів з сучасними вимогами до сукупності параметрів ї характеристик є актуальною задачею. До параметрів та характеристик варикапів пред’являють різноманітні вимоги: напруга пробою, висока добротність, коефіцієнт перекриття по ємності, величина ємності, рівень зворотного струму. максимальний струм, стійкість до впливу статичної електрики. Отримання сукупності параметрів варикапів з сучасними вимогами до кожного параметру є досить складною задачею. Наприклад, при підвищенні напруги пробою добротність варикапа зменшується. Додатковими вимогами до технології виготовлення варикапів є вимоги до повторюваності параметрів та характеристик і вимоги до собівартості виготовлення. Для зменшення собівартості виготовлення потрібно зменшувати кількість технологічних операцій, в першу чергу кількість операцій фотолітографії. Використання методів само-суміщення технологічних шарів приводить як до зменшення кількості операцій фотолітографії, так й для поліпшення повторюваності параметрів та характеристик виробу. Варикапи виготовляють по різним технологіям в залежності від вимог до основних характеристик (напруга пробою або добротність, або коефіцієнт перекриття по ємності). Кожна конструкція або технологія варикапів має свої переваги та недоліки. Однак досить немає такої технології, яка б дозволяла створювати прилади з найкращою сукупністю усіх параметрів та характеристик при низької собівартості виготовлення. Метою роботи є створення технологічного процесу виготовлення варикапів, який дозволяє отримувати все параметри та характеристики виробів з сучасними вимогами до них при мінімальної собівартості виготовлення.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

USE OF THICK LAYERS OF POROUS ANODIC SILICON OXIDE FOR VARICAP MANUFACTURING TECHNOLOGY

Varicaps or diodes with variable capacitance are one of the most important elements of electronic technology. They are used in modern electronic equipment for various purposes, for example, in communication equipment and automatic control equipment for tuning to the required frequency. Due to the need to develop new equipment, the requirements for the parameters and characteristics of electronic components that are used in this equipment are constantly increasing, including and up to varicaps. Therefore, the manufacture of varicaps with modern requirements to a set of parameters and characteristics is an urgent task. Various requirements are imposed on the parameters and characteristics of varicaps: breakdown voltage, quality factor, capacitance overlap coefficient, capacitance value and the level of reverse currents. Obtaining a set of varicap parameters with modern requirements for each parameter is a rather difficult task. For example, with an increase in the breakdown voltage, the quality factor varicap decreases. Additional requirements for the manufacturing technology of varicaps are the requirements for the repeatability of parameters and characteristics and the requirements for the cost of production. To reduce the cost of production, it is necessary to reduce the number of technological operations, primarily the number of photolithography operations. And the use of methods of self-alignment of technological layers leads both to a decrease in the number of photolithography operations and to an improvement in the repeatability of the parameters and characteristics of the product. Varicaps are manufactured using various technologies, depending on the requirements for the main characteristics (breakdown voltage or quality factor, or capacitance overlap coefficient). Each design or technology has its advantages and disadvantages. However, there is still no such technology that would allow you to create devices with the best combination of all parameters and characteristics at a low manufacturing cost. The aim of the work is to create technological process for the manufacture of varicaps, which allows you to obtain all the parameters and characteristics of devices with modern requirements for them at a minimum manufacturing cost.

Текст научной работы на тему «ВИКОРИСТАННЯ ТОВСТИХ ШАРІВ ПОРИСТОГО АНОДНОГО ОКИСЛУ КРЕМНІЮ ДЛЯ ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ ВАРИКАПІВ»

УДК 621.382.2 https://doi.Org/10.35546/kntu2078-4481.2023.3.7

О. М. ФРОЛОВ

кандидат техшчних наук, доцент, доцент кафедри автоматики та електроустаткування Нацюнальний ушверситет кораблебудування iменi адмiрала Макарова

ORCID: 0000-0003-2186-9488

С. Р. СеЛ1ВЕРСТОВА

кандидат техшчних наук, доцент, доцент кафедри експлуатаци суднового електрообладнання

i засобiв автоматики Херсонська державна морська академiя ORCID: 0000-0003-1015-1593

ВИКОРИСТАННЯ ТОВСТИХ ШАР1В ПОРИСТОГО АНОДНОГО ОКИСЛУ КРЕМН1Ю ДЛЯ ТЕХНОЛОГИ ВИГОТОВЛЕННЯ ВАРИКАП1В

Варикапи або diodu 3i змшною емн1стю е одним з важливих елементгв електронно' технжи. Вони використо-вуються в сучасно' радюелектронно' апаратурiргзномантного призначення. наприклад, в апаратурi зв'язку та апаратурi автоматичного керування для налаштування на неoбхiдну частоту. Завдяки неoбхiднoстi розробки ново' апаратури, постшно тдвищуються вимоги до параметрiв i характеристик електронних кoмпoнентiв, як використовують в цей апаратурi, у тому чист й до варикатв. Тому виготовлення варикатв з сучасними вимога-ми до сукупнoстi параметрiв ï характеристик е актуальною задачею.

До параметрiв та характеристик варикатв пред'являють рiзнoманiтнi вимоги: напруга пробою, висока доброттсть, коефщент перекриття по емнoстi, величина емнoстi, рiвень зворотного струму. максимальний струм, стшюсть до впливу статично' електрики. Отримання сукупнoстi параметрiв варuкапiв з сучасними вимогами до кожного параметру е досить складною задачею. Наприклад, при пiдвuщеннi напруги пробою доброттсть варикапа зменшуеться.

Додатковими вимогами до технологи' виготовлення варuкапiв е вимоги до пoвтoрюванoстi параметрiв та характеристик i вимоги до сoбiвартoстi виготовлення. Для зменшення сoбiвартoстi виготовлення пoтрiбнo зменшувати юльюсть технoлoгiчнuх операцш, в першу чергу кшьюсть операцш фотолтографи. Використання метoдiв самo-сумiщення технoлoгiчнuх шарiв приводить як до зменшення кiлькoстi операцш фотолтографи, так й для полтшення пoвтoрюванoстi параметрiв та характеристик виробу.

Варикапи виготовляють по разним технoлoгiям в залежнoстi вiд вимог до основних характеристик (напруга пробою або доброттсть, або коефщент перекриття по емностi). Кожна кoнструкцiя або технoлoгiя варикатв мае сво'1' переваги та недолжи. Однак досить немае тако' технологи', яка б дозволяла створювати прилади з найкращою сукуптстю уах параметрiв та характеристик при низькоï сoбiвартoстi виготовлення. Метою роботи е створення технoлoгiчнoгo процесу виготовлення варuкапiв, який дозволяе отримувати все параметри та характеристики вuрoбiв з сучасними вимогами до них при мтмально' сoбiвартoстi виготовлення.

Ключовi слова: варикап, технoлoгiя, пористий анодний окисел кремтю.

A. N. FROLOV

Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor,

Assistant Professor at the Department of Automation and Electrical Equipment National University of Shipbuilding named after Admiral Makarov

ORCID: 0000-0003-2186-9488

S. R. SELIVERSTOVA

Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, Assistant Professor at the Department of Operation of Ship Electrical Equipment and Automation Systems Kherson State Maritime Academy ORCID: 0000-0003-1015-1593

USE OF THICK LAYERS OF POROUS ANODIC SILICON OXIDE FOR VARICAP MANUFACTURING TECHNOLOGY

Varicaps or diodes with variable capacitance are one of the most important elements of electronic technology. They are used in modern electronic equipment for various purposes, for example, in communication equipment and automatic control equipment for tuning to the required frequency. Due to the need to develop new equipment, the requirements for the parameters and characteristics of electronic components that are used in this equipment are constantly increasing, including and up to varicaps. Therefore, the manufacture of varicaps with modern requirements to a set ofparameters and characteristics is an urgent task.

Various requirements are imposed on the parameters and characteristics of varicaps: breakdown voltage, quality factor, capacitance overlap coefficient, capacitance value and the level of reverse currents. Obtaining a set of varicap parameters with modern requirements for each parameter is a rather difficult task. For example, with an increase in the breakdown voltage, the quality factor varicap decreases.

Additional requirements for the manufacturing technology of varicaps are the requirements for the repeatability of parameters and characteristics and the requirements for the cost of production. To reduce the cost of production, it is necessary to reduce the number of technological operations, primarily the number ofphotolithography operations. And the use of methods of self-alignment of technological layers leads both to a decrease in the number ofphotolithography operations and to an improvement in the repeatability of the parameters and characteristics of the product.

Varicaps are manufactured using various technologies, depending on the requirements for the main characteristics (breakdown voltage or quality factor, or capacitance overlap coefficient). Each design or technology has its advantages and disadvantages. However, there is still no such technology that would allow you to create devices with the best combination of all parameters and characteristics at a low manufacturing cost. The aim of the work is to create technological process for the manufacture ofvaricaps, which allows you to obtain all the parameters and characteristics of devices with modern requirements for them at a minimum manufacturing cost.

Key words: varicap, technology, porous anode silicon oxide.

Постановка проблеми

Варикапи - це HamBnpoB^HmoBi дюди, в яких нормуеться величина емносп при двох або бшьш напругах зворотного змщення. Тому !х використовують для замши конденсаторiв 3i змшною емшстю в радюелектронно! апаратурi зв'язку, в медичнш апаратурi та шших галузях [1]. Завдяки залежносп емносп варикапа ввд напруги зворотного змщення варикапи широко використовуються в апаратурi автоматичного регулювання та автоматичного налаштування на необхщну частоту. Область використання варикашв визначаеться за його основним параметрам та характеристикам, таких як напруга пробою, добротнють, коефщент перекриття по емносп. До додаткових показнишв, яш також впливають на конкретне застосування варикашв, вщносять: величину емност при заданш напрузi та рiвень зворотних струмiв. Завдяки необхвдносп розробки ново! апаратури, постшно тд-вищуються вимоги до параметрiв i характеристик електронних компоненлв, у тому чи^ й до варикашв. При цьому необхщно, щоб ус параметри и характеристики приладу, або бшьштсть з них були близьш до теоретично можливих. Тобто, необхщно, щоб сучасний прилад мав сукупшсть параметрiв та характеристик з сучасними вимогами до кожного з них. Для розробки та дослвдження параметрiв структури варикашв застосовуються мжроконтролери [2].

З точки зору економши прилад з сукупшстю параметрiв та характеристик, близькими до теоретично можливих, а також при мало! собiвартостi та високою повторювашстю параметрiв i характеристик буде ушверсальним приладом, якш може замшити декшька тишв приладiв в рiзноманiтнiй апаратури

Однак, на тепершнш час немае варикашв з сукупшстю параметрiв, близьких до теоретично можливих, при низькш собiвартостi виготовлення.

AH^i3 останшх дослщжень i публжацш

Для визначення оптимально! конструкцп та технологи виготовлення варикашв слщ розглянути вплив техно-логш виготовлення на основш параметри та характеристики варикашв, а також вплив технологш виготовлення на !х собiвартiсть та на повторювашсть параметрiв та характеристик виробiв рiзних партiй. Розглянемо переваги та недол1ки цих конструкцш.

До основних параметрiв та характеристик варикашв вщносять наступнi [3, 4]:

- Сн - емнiсть при заданш напрузi зворотного змiщення;

- Кс - коефiцiент перекриття по емносл, яке е вiдношенням емносп при двох рiзних заданих напругах зворотного змщення;

- Q - добротнють при заданш напрузi та заданш частоту

- 1зв. - зворотний струм при задано! напрузi зворотного змiщення;

- Umax - максимально припустима зворотна напруга.

Крiм цього для сучасних варикашв додатково слщ в1днести параметри: АСн - допустиме вiдхилення емностi ввд номiнально!' (Сн показуе на повторювашсть параметрiв та характеристик).

1. Напруга пробою. Одним з основних napaMeTpiB, якш визначае область використання варикапа е напруга пробою, яка визначае величину Umax. З техшчно! лггератури вiдомо, що напруга пробою p-n переходiв визнача-еться по формулам [4]:

- для сферичного p-n переходу:

ипр.сф. ипр.пл' Z

p-n

+1 -1

(1)

для цилiндричного p-n переходу:

U = U •—

пр.ц пр.пл Z

p-n

2 •-

p - n

+1 -1

(2)

де - ипр.пл - напруга пробою плоско! частини р-п переходу;

- г - радус кривизни р-п переходу;

- 1р.п - товщина областi просторового заряду (ОПЗ) при напрузi и„р.т.

В загальному випадку для аналiзу впливу конструктивних факгорiв на напругу пробою можна використати формулу:

U * = К ■ проб

N

Р

(3)

де - К - коефщент пропорцiйностi;

- N - концентращя домiшку на р-п перехода

- а та в - показники ступеню.

2. Добротнiсть. Другим важливим параметром варикапа е добротнiсть (<2), яка вказуе на частотнi властивостi варикапа. Добротшсть повинна бути максимально-припустимою для дано! концентрацп домiшку в ештаксшному шарi.

Добротнiсть визначаеться по формула

1

6 = Тж^^С; (4)

де - f - частота сигналу, на якш вимiрюють добротнiсть;

- R - послвдовнш опiр варикапа;

- С - емшсть варикапа при напруз^ на якiй вимiрюють добротнiсть.

3. Коефщент перекриття по eмностi. Ще одним з важливих параметрiв та характеристик варикапа е коефь щент перекриття по емностi - Кс. В загальному випадку цей коефщент визначають за формулою:

C s1

K =-L = -1 ■ c C S C2 2

N ■(U2 \

N ■ U+фк )

(5)

де - С1 - емшсть варикапа при напрузi Ш;

- С2 - емнiсть варикапа при напрузi и2;

- S1 - площа нижнiй границi ОПЗ при напрузi и1;

- S2 - площа нижнш границi ОПЗ при напрузi и2;

- N1 - концентращя домшку на нижнiй гранищ ОПЗ при напрузi и1;

- N2 - концентращя домшку на нижнш гранищ ОПЗ при напрузi Ш;

- и1 - менша (низька) напруга при вимiрюваннi Кс;

- и2 - висока напруга при вимiрюваннi Кс;

- фк - контактна рiзнiсть потенцiалiв.

4. Рiвень зворотного струму. Величина зворотного струму приладу е показником втрати енергп при робот i також е показником якостi. Тому, величина зворотного струму повинна бути як можна менше. Величина зворотного струму залежить як вщ якосп виготовлення р-п переходу та захисних шарiв на мiсцi виходу р-п переходу на поверхню, так й вщ виду металу для контакту. Найлшшим захистом р-п переходу до тепершнього часу е шар окислу кремшю, сформований термiчним методом, - окислениям пластин при температурах вище 900-1000оС.

5. Повторюватсть nараметрiв та характеристик. £мшсть (Сн) при задашй напрузi зворотного змщення визначаеться площею р-п переходу з врахуванням областi об'емного заряду (ОПЗ) та концентращею домiшку в кремшевш пластинi. В залежностi вiд призначення у рiзних типiв варикапiв е сво! номiнальнi значения емностi. Однак значну роль грае припустимий розкид (±АСн). Розкид по емностi приводить до ввдхилення ввд номiнальних значень i iнших параметрiв та характеристик приладу. А це пiдвищуе витрати у споживача на додаткову наладку режимiв роботи апаратури.

6. Собiвартiсть виготовлення. Для отримання рiзних конструкцш використовують i рiзнi технологи. На собь вартiсть технологи в першу чергу впливае к1льк1сть процесiв фотолггографи.

Формулювання мети дослiдження

Метою роботи е аналiз чинник1в, що впливають на створення технологiчного процесу виготовлення варикашв, який дозволяе отримувати уа параметри та характеристики приладiв з сучасними вимогами до них при мшмаль-но! собiвартостi виготовлення.

Викладення основного матер1алу досл1дження

Технологи виготовлення варикашв пов'язаш з !х конструкщею, яка визначаеться вимогами основного призначення даного виробу. Типовi конструкцп варикапiв наведено на рисунку 1.

а) б) в)

Рис. 1. Конструкцп варикашв при рпиш технологи виготовлення

а) варикап, виготовлеиий за планарною техиологiею; б) варикап з1 зворотним град1еншм - ОЗГ; в) варикап, виготовлений за меза-техиологiею

Для визначення впливу вибору структури на напругу пробою варикапу. В структурi варикапа, показанiй на рисунку 1а радiус кривизни (г) невеликий (формула (3), що приводить до зменшення напруги пробою, а змен-шення концентраци приводить до пвдвищення опору, що знижуе добротнiсть. В структурi варикапа рисунок 1б, в обласп зворотного градiенту (ОЗГ) концентрацiя вище, нiж в епiтаксiйному шарi, що знижуе напругу пробою в центрально! частиш р-п переходiв, а якщо периферiйна частина р-п переходу буде також знаходиться в ОЗГ, тсд напруга пробою буде меншою за рахунок невеликого радiуса кривизни. Тому, перифершну частину р-п переходу виносять за межу ОЗГ. Найбшьше значення напруги пробою при однакових концентращях домшку в ештаксш-них шарах мае структура варикапа показана на рисунку 1в, яка виготовлена за меза-технолопею (меза-структура), тому, що радiус кривизни р-п переходу мае значну величину, в идеальному варiантi г^-да.

Можна зробити висновок, що для отримання високого значення напруги пробою варикап повинен мати меза-структуру, або подiбну.

Значення добротностi визначаеться наступними факторами. Структура варикапа, яка показана на рисунку 1а, дозволяе отримувати максимально-можливу величину добротности Структура варикапа, яка показана на рисунку 1б, не дозволяе отримувати максимально-можливу величину добротносп, тому що при максимальнш нащ^ область просторового заряду (ОПЗ) на перифери р-п переходiв мае бiльшу ширину, нiж ОПЗ в обласл зворотного градiенту. Для отримання задано! напруги пробою за умовою змикання ОПЗ з п+- тдкладкою, в пери-ферiйних областях треба бшьшу товщину епiтаксiйного шару, що дае додатковий отр, а це зменшуе добротнiсть.

Структура варикапа, яка показана на рисунку 1в, також дозволяе отримувати максимально-можливу величину добротностi, тому що при правильному виготовленш, вона не мае додаткового опору.

Тому можна зробити висновок, що для отримання максимально можливо! величини добротност1 структура варикапа не повинна мати додаткового опору в будь-якш обласп. Це дозволяе типова планарна структура (рис. 1а) та меза-структура (рис. 1в).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Коефщент перекриття по емносп розраховуеться з формули (5) та наступних умов. В структурi варикапа, при-веденiй на рисунку 1а концентраци N1=N2, тому коефiцiент перекриття невеликий i визначаеться в основному вщношенням напруги и2 до Ш. Крiм цього площа ОПЗ при и2 (S2) буде бiльше площi ОПЗ при и1 (S1) за рахунок розпод^ ОПЗ не тшьки вниз, але й в бж, як показано на рисунку 2. Це додатково зменшуе Кс.

-г ^ (

1_

^ \

и

I V £ 1 1

■ от

*

п

а) б)

Рис. 2. Змiма ширини та площi ОПЗ при рпних значеннях зворотноТ напруги

а - при мало! (низькш) напрузi (и1); б - при високш напрузi (и2)

В структур! варикапа, приведенш на рисунку 1б для п!двищення коеф!ц!енту перекриття введена область зво-ротного гращенту ! розпод!л дом!шку при цьому показано на рисунку 3.

Й

Рис. 3. Розподiл домiшку в варикат з областю зворотного градieнта (ОЗГ)

В област! зворотного гращенту (ОЗГ) концентрац!я (N1) вище, н!ж в еп!такс!йному шар! (N2), що п!двищуе величину коеф!ц!ента перекриття. Однак ! в ц!й структур! площа S2 значно б!льше площ! Sl за рахунок б!чно! ширини ОПЗ в област! де концентрац!я домгшку менше, н!ж в плоск!й частиш р-п переходу. Це зменшуе величину коефщента перекриття по емност!.

Структуру варикапа, приведену на рисунку 1в можна виготовляти як з областю зворотного гращента, так ! без ще! област!. Чим б!льш глибока меза-структура, тим менше р!зн!сть м!ж площами S1 та S2. Тому, при глибокш меза-структур! можна отримати величину коефщента перекриття по емност! близьку до максимально можливо!'.

Таким чином, найбшьшу величину коеф^ента перекриття по eмностi можна отримати в структур! з ОЗГ, де обмежений розподш ОПЗ р-п переходу в б1чш сторони.

Р!вень зворотного струму пропонуеться обмежувати за рахунок використання оптимального контактного матер!алу. Найл!пшим металом контакту е алюмшш, як!й не дае глибоких р!вн!в в забороненш зон! кремн!ю. Такий захист та такий метал використовують в структурах варикашв, приведених на рисунках 1а та 1б. В цих структурах шар алюмшш, товщиною близько 1мкм наносять в вакуумних установках на всю пластину, а потим проводять фотол!тограф!ю по алюм!н!ю. Для захисту р-п переходу в меза-структур! (рис. 1в) також використовують терм!чний окисел кремн!ю. Металом контакту, як правило, е шкель (Ni), який наносять методом х!м!чного осадження. Такий метод не потребуе фотолггографи, однак шкель дае глибош р!вн! в забороненш зон! кремшю [5, 6], а це приводить до появи значно!' величини зворотних струм!в. Використання алюмшш для метал!защ! меза-структури сильно ускладнено, тому що при фототтографи шар фоторезисту сповзае по шару алюмшш з меза-структури. Така фотол!тограф!я потребуе додаткових значних втрат матер!ал!в та робочого часу, як правило, на порядок вище, н!ж фотол!тограф!я по алюм!н!ю на шших структурах.

Можемо резюмувати: для отримання малих значень зворотних струмiв, р-п переходи на мющ виходу на поверхню повинн! бути захищеш шаром терм!чного окислу кремн!ю, а металом контакту повинен бути алюмшш.

Повторювашсть характеристик при робот! забезпечуеться з огляду наступних м!ркувань. В структур! варикапа, приведенш на рисунках 1а та 1б площа р-п переходу визначаеться розм!ром в!кна при фотолггографи. Площа такого вгкна мае велику повторюван!сть на р!зних кристалах, тому на одн!й пластин! можна отримати ус! кристали варикашв з дуже малим розкидом по емност!.

Меза-структура варикапа, яка показана на рисунку 1в виготовляеться шляхом травлення кремнш в розчинах сильних кислот. На швидшсть травлення впливае значне число р!зноман!тних фактор!в (температура, атмосфер-ний тиск, концентрац!я кислот, концентращя атом!в дом!шку) [7, 8]. Тому на р!зних парт!ях пластин буде р!зна глибина травлення, що дае р!зну площу р-п переходу, як показано на рисунку 4.

Наприклад, для приладу КВ114, який виготовлясться по меза-технологг! eMHicTb складае величину 68±14 пФ, тобто вiдхилення ввд середньо! величини складають бiльш ±20%.

В результат^ для отримання малих eidxunern napaMempie та характеристик необхгдно щоб площа p-n переходу визначалася тшьки розмiром вiкна при фотолггографп.

Для структури варикапа, показано! на рисунку 1а використовують 3 фотолггографп (тд p-n перехiд, вгкна пiд контакт, по алюмiнiю). Для структури варикапа, показано! на рисунку 1б використовують також 3 фотолггографп (тд ОЗГ, тд p-n перехгд, по алютшю).

Щоб не виконувати фотолггографш для вгкон пгд контакт, пгсля дифузг! домгшку в p-n перехгд, гншг високо-температурт технолопчш операци виконують в неокислювальнш атмосферг. Для структури варикапа, показано! на рисунку 1в використовують тгльки 1 фотолггографш (тд травлення меза-структури). Замгсть фотолггографп по алюмтгю проводять хгмгчне осадження нгкелю. Таким чином, ця технологгя мае найменшг витрати на виробництво.

Тож, для отримання малог co6ieapmocmi кглькгсть операцгй фотолггографп повинна бути не бгльш однге!.

Висновки

Аналгз основних технологгчних факторгв впливу на отримання варикапу з якгсними характеристиками при зниженгй собгвартосп показав, що формування технологгчних пгдходгв до процесу створення приладу повиннг включати наступне:

- для отримання високого значення напруги пробою варикап повинен мати меза-структуру, або подгбну;

- для отримання максимально можливо! величини do6pomHocmi структура варикапа не повинна мати додат-кового опору в будь-якгй областг;

- найбгльшу величину коефцента перекриття по eMHocmi можна отримати в структург з ОЗГ, де обмеже-ний розподгл ОПЗ р-п переходу в бгчнг сторони;

- для отримання малих значень зворотних cmpyMie, р-п переходи на мгсцг виходу на поверхню повиннг бути захищенг шаром термгчного окислу кремнгю, а металом контакту е алюмшш;

- для отримання малих eidxuieHb napaMempie та характеристик необхгдно щоб площа p-n переходу визначалася тшьки розмгром вгкна при фотолггографп;

- для отримання мало! собгвартостг кшькгсть операцгй фотолггографп повинна бути не бгльш одте!.

Перелгченг вимоги може забезпечити застосування технологи виготовлення варикапгв з використанням техно-

логгчних шаргв пористого анодного окислу кремнгю, яку ми розглянемо у подальших роботах.

Список використаноТ лггератури

1. Inki Jung, Keekeun Lee. Wireless neural probes based on one-port SAW delay line and neural firing-dependent varicap dsode/ Sensors and Actuators B: Chemical, February, 2015.

2. Ibrahim Turkoglu. Hardware implementation of varicap diode's ANN model using PIC microcontrollers / Sensors and Actuators A:Physical, 26 August 2007.

3. Kasap S., Principles of electronic materials and devices, Third Edition, McGraw-Hill, 2006.

4. Keith Brindley. Varicap diodes (varactor diode). - Newness Electronics engineers. Pocket Book, 1993.

5. S.M. Sze Physics of Semiconductor Devices: 2nd Ed Published by John Wiley and Sons Ltd, 1981. ISBN 10: 047109837X.

6. D. F. Stout and M. Kaufman, McGraw Hill. Handbook of Microcircuit Design and Application, 499 pp.

7. Фролов О.М., Фшпщук О.М., Шевченко В.В., Самойлов М.О., та гн. Спосгб виготовлення дгодгв зг змгнною емнгстю. Патент на корисну модель № 120347. МПК (2017.01): HOIL 21/100, HOIL 21/761. Публ.25.10.2017, бюл. № 20.

8. Фролов A.H., Самойлов Н.А., Марончук А.И. Виготовлення натвпровгдникових дгодгв з використанням шаргв пористого анодного окислу кремнгя. // Матергали та програма науково-техшчно! конференций Фгзика, елек-тронгка, електротехнгка. ФЕЕ::2017. Суми, Сумський державнийунгверситет, 2017. С. 201.

Referenses

1. Inki Jung, Keekeun Lee. Wireless neural probes based on one-port SAW delay line and neural firing-dependent varicap dsode/ Sensors and Actuators B: Chemical, February, 2015.

2. Ibrahim Turkoglu. Hardware implementation of varicap diode's ANN model using PIC microcontrollers / Sensors and Actuators A:Physical, 26 August 2007.

3. Kasap S., Principles of electronic materials and devices, Third Edition, McGraw-Hill, 2006.

4. Keith Brindley. Varicap diodes (varactor diode). - Newness Electronics engineers. Pocket Book, 1993.

5. S.M. Sze Physics of Semiconductor Devices: 2nd Ed Published by John Wiley and Sons Ltd, 1981, ISBN 10: 047109837X.

6. D. F. Stout and M. Kaufman, McGraw Hill. Handbook of Microcircuit Design and Application, 499 pp.

7. Frolov O.M., Filipchuk O.M., Schevchenko V.V. i dr. Patent na korisnu model № 120347. Sposib vigotovlennya diodiv zi zminnoyu emnistyu. MnK (2017.01) HOIL 21/00, HOIL 21/761(2006.01), Publ.26.10.2017. Bull. № 20.

8. Frolov A.N., Samoiylov N.A., Maronchuk A.I. Izgotovlenie poluprovodnikovih diodov s primeneniem sloev poristogo anodnogo okisla kremnia.// Materiali ta programa naukovo-technichnoi konferencii. Phisica, electronica, electrotechnica. FEE::2017. Sumi, Sumskiy derzhavyiy universitet, 2017. P. 201.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.