В книге представлено обобщение накопленного опыта по созданию методов входного и технологического контроля при разработке и производстве СВЧ транзисторов на основе широкозонных материалов, в частности, транзисторов на гетероструктурах типа AIGaN/GaN. Рассмотрены системы отечественных и зарубежных стандартов, на основе которых проводятся разработки СВЧ транзисторов. Подробно описаны физические основы гетероструктур, описаны свойства широкозонных полупроводников, методы изготовления СВЧ транзисторов. Детально анализируется технология производства транзисторов с учетом имеющегося опыта их реального изготовления. Рассмотрены электрические, оптические, рентгеновские, электронно-микроскопические и аналитические методы, которые применяются при входном и технологическом методах контроля. Рассмотрен опыт создания в ОАО «НПП «Пульсар» СВЧ транзисторов и СВЧ блоков на их основе.Книга будет полезна специалистам в области электроники, исследователям, инженерам-практикам и разработчикам радиоэлектронной аппаратуры.

  Литрес - 699 руб.

ВВЕДЕНИЕ......10ГЛАВА 1. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СОБСТВЕННОСТЬ И СТАНДАРТЫ В ТЕХНОЛОГИИ СВЧ ТРАНЗИСТОРОВ......151.1. Техническое регулирование как механизм обеспечения технологической безопасности Российской Федерации......151.1.1. Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 г......161.2. Проблемы интеллектуальной собственности......241.2.1. Основные определения предметов интеллектуальной собственности......251.2.2. Основные проблемы интеллектуальной собственности......271.3. Зарубежная практика технического регулирования и стандарты в Российской Федерации.......311.3.1. Европейский комитет по стандартизации в области электротехники и электроники......311.3.2. Национальная стратегия регулирования рынка в США......321.3.3. Стандарты СССР и российские стандарты применительно к технологии и электронике транзисторов.......391.4. Перечень документов всех уровней
используемых при разработках полупроводниковых приборов......401.4.1. Требования к видам обеспечения......421.4.2. Входной контроль материалов и полуфабрикатов и контроль технологических процессов.......431.4.3. Требования
предъявляемые при постановке опытно-конструкторских работ (ОКР) по разработке СВЧ транзисторов.......461.4.4. Основные этапы проектирования......461.4.5. Перечень измеряемых параметров разрабатываемых транзисторов.......471.4.6. Выбор и обоснование методов и средств измерений измеряемых параметров
......471.4.7. Определение коэффициентов технологических запасов......481.5. Выводы......50ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СОЗДАНИЯ СВЧ ТРАНЗИСТОРОВ НА ШИРОКОЗОННЫХ МАТЕРИАЛАХ И ФАКТОРЫ
ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЙ СВЧ ЭЛЕКТРОНИКИ......522.1. Введение......522.2. Свойства основных материалов твердотельной электроники......532.2.1. Основные параметры полупроводниковых материалов......532.2.2. Основные свойства металлов
применяющихся в твердотельной электронике......552.2.3. Свойства диэлектрических материалов и диэлектрических пленок......572.2.4. Подложки для широкозонных полупроводниковых гетероструктур......592.2.5. Спонтанная и пьезоэлектрическая поляризация. Образование двумерного газа электронов.......592.2.6. Требования к подложкам......632.2.7. Технологические факторы
определяющие устойчивость процесса гетероэпитаксии нитрида галлия на подложках сапфира (МОС-гидридная технология)......702.2.8. Получение гетероструктур на основе нитрида галлия на подложках карбида кремния......732.2.9. Основные характеристики гетероструктур......752.2.10. Контрольно-измерительное оборудование и контроль параметров гетероструктур......762.3. Типовые технологические процессы создания СВЧ GaN HEMT......792.3.1. Сопоставление технологических операций производства Si и GaN приборов......792.3.2. Технологический маршрут изготовления кристаллов НЕМТ (последовательность технологических операций)......842.3.3. Базовая технология создания СВЧ МИС на широкозонных гетероэпитаксиальных структурах (на основе GaN/SiC)......872.3.4. Мощные СВЧ транзисторы на основе GaN......882.4. Общая схема методов входного и технологического контроля......952.5. Система параметров и методы контроля подложек......1002.6. Методы контроля параметров гетероэпитаксиальных структур......1012.7. Выводы......102ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И ТЕПЛОВОГО КОНТРОЛЯ ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ СВЧ ПРИБОРОВ......1033.1. Введение......1033.2. Измерение удельного сопротивления пластин
эпитаксиальных слоев
диффузионных
ионноимплантированных и металлизированных слоев четырехзондовым методом......1033.2.1. Принцип метода......1033.2.2. Измерение удельного сопротивления эпитаксиальных
диффузионных и ионноимплантированных слоев.......1043.2.3. Аппаратура......1053.2.4. Определение слоевого сопротивления тонких металлизированных слоев и неоднородности слоевого сопротивления......1073.2.5. Погрешности измерения удельного сопротивления четырехзондовым методом......1093.3. Определение сопротивления
концентрации и подвижности носителей заряда в полупроводниковых структурах методом Ван-дер-Пау......1103.3.1. Определение сопротивления полупроводниковых структур методом Ван-дер-Пау......1103.3.2. Определение концентрации и подвижности носителей заряда в полупроводниковых структурах методом Ван-дер-Пау......1133.4. Бесконтактные методы определения удельного сопротивления материалов
слоевого сопротивления структур и измерение времени жизни неосновных носителей заряда......1163.4.1 Бесконтактные методы определения слоевого сопротивления структур......1163.4.2. Бесконтактные методы измерения времени жизни носителей заряда......1173.5. Методы контроля удельного сопротивления омических контактов и параметров барьеров Шоттки......1183.6. Измерение вольт-фарадных характеристик полупроводниковых структур......1203.6.1. Измерение высокочастотных вольт-фарадных характеристик МДП-структур......1203.6.2. Измерение низкочастотных вольт-фарадных характеристик МДП-структур......1243.7. Определение профиля распределения примесей по измерению вольт-фарадных характеристик диодов Шоттки......1263.8. Погрешности вольт-фарадного метода......1313.9. Методы контроля теплопроводности материалов
применяющихся в технологии СВЧ транзисторов......1323.9.1. Стационарные методы определения теплопроводности......1323.9.2. Нестационарные методы определения теплопроводности......1353.10. Выводы......137ГЛАВА 4. ВЫЯВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ ТЕХНОЛОГИИ ОПТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ......1384.1. Введение......1384.2. Методы оптической микроскопии......1384.2.1. Традиционная оптическая микроскопия......1384.2.2. Интерференционные микроскопы......1474.3. Методы эллипсометрии......1544.3.1. Принципы и возможности эллипсометрии......1544.3.2. Эллипсометрическая аппаратура......1584.3.3. Эллипсометрический контроль процессов металлизации......1604.3.4. Эллипсометрический контроль параметров AlN/Si гетероструктур......1674.4. Оптические методы контроля
основанные на исследовании спектральной зависимости коэффициента отражения излучения......1694.4.1. Контроль толщины кремния в КНС- и КНИ-структурах......1694.4.2. Оценка степени неоднородности толщины слоя кремния в КНС-пластинах и КНИ-структурах по их площади.......1724.5. Контроль толщины эпитаксиальных структур и гетероструктур......1744.5.1. Определение толщины слоев GaN в гетероструктурах AlGaN/GaN/SiC......1764.6. Методы изготовления и оптического контроля шлифов......1774.7. Исследование спектров поглощения диэлектриков
полупроводниковых материалов и структур......1794.8. Определение поверхностной концентрации носителей заряда в полупроводниках......1814.9. Измерение фотолюминесценции......1824.10. Измерение спектров комбинационного (рамановского) рассеяния света......1894.11. Методы оптического сканирования......1934.12. Поляризационный метод......1974.13. Выводы......201ГЛАВА 5. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ИСХОДНЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР ШИРОКОЗОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ОМИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ РЕНТГЕНОВСКИМИ МЕТОДАМИ......2025.1. Введение......2025.2. Методы рентгеновской дифрактометрии......2025.2.1. Рентгеновская многокристальная дифрактометрия......2025.2.2. Связь ширины пиков рентгеновской дифрактометрии с технологией изготовления гетероструктур широкозонных материалов......2045.2.3. Определение состава гетероструктур AlxGa(1-x)As методами рентгеновской дифрактометрии......2065.2.4 Определение состава гетероструктур AlxGa(1-x)N методами рентгеновской дифрактометрии......2085.2.5. Исследование фаз металлизации при создании омических контактов......2145.3. Рентгеновские топограммы......2195.3.1. Метод Ланга......2195.3.2. Метод Бормана......2225.4. Методы ренгеновской дефектоскопии......2255.5. Выводы......227ГЛАВА 6. КОНТРОЛЬ ИСХОДНЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА СВЧ ТРАНЗИСТОРОВ МЕТОДАМИ ЭЛЕКТРОННОЙ И АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ......2286.1. Введение......2286.2. Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ)......2286.3. Растровая электронная микроскопия (РЭМ) и рентгеноспектральный микроанализ......2326.3.1. Растровая электронная микроскопия......2326.3.2. Метод наведенного тока......2406.3.3. Рентгеноспектральный микроанализ (РСМА)......2416.3.4. Катодолюминесценция......2436.4. Дифракция медленных и быстрых электронов......2486.4.1. Дифракция медленных электронов......2486.4.2. Дифракция быстрых электронов......2496.5. Атомно-силовая микроскопия......2516.6. Выводы......255ГЛАВА 7. КОНТРОЛЬ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГЕТЕРОСТРУКТУР И ПРИМЕСЕЙ МЕТОДАМИ ЭЛЕКТРОННОЙ И ИОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ......2567.1. Введение......2567.2. Электронная Оже-спектроскопия (ЭОС)......2567.2.1. Принцип метода ЭОС......2567.2.2. Аппаратура......2597.2.3. Применение метода ЭОС для контроля твердотельных структур......2607.2.4. Контроль состава поверхности GaN после обработки в плазме азота.......2607.3. Электронная спектроскопия для химического анализа (ЭСХА)......2627.3.1. Принцип метода......2627.3.2. Аппаратура......2647.3.3. Использование метода ЭСХА для контроля полупроводниковых структур......2667.3.4. Применение метода ЭСХА для анализа взаимодействия атомов галлия с другими элементами поверхности GaN......2677.4. Вторично-ионная масс-спектрометрия (ВИМС)......2687.4.1. Принцип метода......2687.4.2. Аппаратура......2727.4.3. ВИМС-аппаратура
основанная на измерении времени пролета ионов......2767.4.4. Применение ВИМС для контроля состава и содержания примесей в полупроводниковых материалах и структурах......2787.5. Спектроскопия обратного резерфордовского рассеяния......2827.6. Выводы......285ГЛАВА 8. СВЧ АППАРАТУРА НА НИТРИД-ГАЛЛИЕВЫХ ПРИБОРАХ......2878.1. Введение: критические технологии – основное направление создания СВЧ радиоэлектронных систем......2878.2. Нитрид-галлиевые СВЧ транзисторы и микромодули......2898.3. Твердотельные СВЧ модули усилителей мощности на нитрид-галлиевых СВЧ транзисторах Х-диапазона......2918.4. Приемо-передающие модули Р- S- и X-диапазонов......2958.5 Выводы......299ЗАКЛЮЧЕНИЕ......300ЛИТЕРАТУРА......302