Воздействие ультразвукового поля и пониженной силы тяжести на электрофизические свойства и структуру монокристаллического арсенида галлия
Диссертация
Актуальность Решение проблемы повышения однородности и структурного совершенства монокристаллов арсенида галлия откроет широкие возможности его промышленного использования. Основными областями применения арсенидгаллиевых приборов, в т. ч. малошумящих полевых транзисторов с барьером Шоттки, станут оборонные системы, высокопроизводительные ЭВМ, приемники спутниковой и волоконно-оптической связи… Читать ещё >
Содержание
- 1. СВОЙСТВА ПОЛУ ИЗОЛИРУЮЩЕГО АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ И СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ВЫРАЩИВАНИЯ ЕГО МОНОКРИСТАЛЛОВ
- 1. 1. Факторы, влияющие на свойства арсенида галлия. Виды неоднород-ностей монокристаллов
- 1. 2. Анализ возможностей выращивания однородных монокристаллов в условиях пониженной силы тяжести и воздействия ультразвукового поля
- 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОРИСТАЛЛОВ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ
- 2. 1. Моделирование пониженной силы тяжести в экспериментальных устройствах при росте монокристаллов арсенида галлия
- 2. 2. Изучение влияния ультразвукового поля на процесс выращивания монокристаллического арсенида галлия
- 2. 3. Определение основных параметров и режимов ультразвукового воздействия на расплав растущего монокристалла
- 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЫРАЩЕННЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ
- 3. 1. Метод и ческие особенности измерений свойств монокристаллов и образцов на их основе
- 3. 2. Изучение структуры экспериментальных и опытных монокристаллических образцов
- 3. 3. Исследование однородности свойств пластин из выращенных монокристаллов арсенида галлия
- 3. 4. Применение полученных монокристаллических материалов в технологиях изготовления современных приборов
- 4. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ, БАЗИРУЮЩИЕСЯ НА РЕЗУЛЬТАТАХ ВЫПОЛНЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
- ВЫВОДЫ
Список литературы
- С. Убер. Новые направления развития технологии ИС на международной конференции по электронным приборам // Электроника, — 1992.-N 3−4.-С. 112−113.
- Д. Бохум. Новый рекорд быстродействия для кремниевых ИС // Электроника.-1992.-N 11−12.-С.З-5.
- Д.Маклауд, Ж.Демьян. Прогноз развития мирового рынка средств электроники в 1992 г.// Электроника,-1992.-N9−10.-C.115−117.
- Technologietrends bei der Chipherstellung // Electron. Rept.- 1992.-N1.-P.68−70
- Electronic Desighn.-1988.-N23.-P.83−90
- B.C. Земсков. M.P. Раухман. Влияние невесомости и магнитного поля на кваци-онные процессы в кристаллах антимонида индия// Физика и химия обработки материа-лов.-1987.-N4.-С.63−67
- Б. А. Агранат.А. И. Хавский, Н. И. Дубровин. Воздействие мощного ультразвука на процессы синтеза и выращивания кристаллов AnBIV /У Аккустический журнал.-1976.-Т.22,-Вып. 1 .-С.141−142
- В.Ф. Афанасович, О. Д. Писайкина. Арсенид галлия. Последние достижения в технологии получения // Обзор зарубежных публикаций за 1988−1989 г.-М.-1990.-63с.
- Д.Е. Holmes, Н. Kuwamoto, S.J. Sandberg. Dislocation reduction in large-diameter GaAs growth //Journ.of Crist.Growth.- 1988.-Vol.91.-N4.-P.55.
- Патент EHBN 172 621, СЗОВ 15/14, опубл. 26.02.1986 г.
- И. Заявка Японии N 62−51 237 МКИ СЗОВ 27/02, 15/10, HOIS 21/02, 21/208, опубл. 29.10.1987 г.
- Заявка Японии N 60−18 637 МКИ СЗОВ 27/02, 29/40, HOIS 21/02, опубл. 11.05.1985 г.
- Заявка Японии N 62−51 238 МКИ СЗОВ 27/02, 15/10, HOIS 21/02, 21/208, опубл. 29.10.1987 г.
- Заявка ЕГО N0177132 МКИ СЗОВ 15/14, опубл. 9.04.1986 г.
- Заявка ЕПВ N0219966 МКИ СЗОВ 15/24, 15/14, 15/30, опубл. 29.04.1987 г.
- Заявка Японии N 62−34 717 МКИ СЗОВ 15/14/1:105B 3/00, опубл. 28.07.1987 г.
- Патент США N 4 483 735 МКИ СЗОВ 27/02, HO-IS 21/18, опубл. 20.11.1984 г.
- Заявка Японии N 1−164 790 МКИ СЗОВ 15/00,опубл.28.06.1989 г.
- О.Д. Писайкина, В. В. Макаров. Арсенид галлия. Последние достижения в технологии получения // Обзор зарубежных публикаций за 1985−1988 г.-М.-1989.-90 с.
- А.К. Бузыкин, Е. А. Королева. Последние достижения в области получения монокристаллов кремния // Зарубежная электронная техника.-!985.-N2.-С.68−94.
- Т. Fujii, М.Е. Guchi, Т. Inada, Т. Fukuda. Effects of Crucible material on undoped LEC GaAs Crystals // Journ. of Costal Growth.-1987.-Vol.84.-N2.-P.237−240.
- Заявка Франции N 2 549 500 МКИ СЗОВ 15/02, 29/42, опубл. 25.01. 1985 г.
- D.E. Holmes, R.T. Chen, K.R. Elliott, C.G. Kirkpatrik. Stiochiometry controled compensation in liquid encapsulated czochralski GaAs // Appl.Phvs. Lett.-1982.-V.40.-N42.-P.5771.
- W.E. Langlois. Computer simulation of Chochralski melt convection in a magnetic field//Journ. of Crystal Growth.- 1984.-Vol.70.-P.73−77.
- H. Mirata, K. Hochikawa, N.Inoue. Improvement of thermal simmetry in Cr silicon melts by the application of a vertical magnetic field // Journ. of Crystal Growth, — 1984.-Vol. 70, — P.330−334.
- M. Miheleic, K. Wingerath. Numerical simultation of the Czochralski bulk flow and temperature oscillation in the melt//Journ. of Crystal Growth.-1985.-Vol.7l.-P. 163−168.
- J. A. Kafalas, A.N. Bellows. A comparative study of the infuence of buoyacy driven fluid flow on GaAs crystal growth. VI Eur. Symp. Mater. Sci. Mycrogr. Cond. Proc. Int. Symp. 2- 5 Dec. 1986.-Paris.-1987.-P.525−527.
- K.Hoshi, N. Isawa, T.Suzuki. Growth of silicon monocrystals in a magnetic field /7 Jap.Journ. Appl. Phys.-1984.-Vol.53, — N1.-P.38−41.
- K.Terashima, T. Kastumata, F.Orito. Electrical resistivity of undoped GaAs single crystals growth by magnetic field applied LEC technique // Jap. Journ. Appl. Phys.- 1983.-Vol.22.- N6.-P.325−327.
- I.Osaka, H. Konda, T. Kabayashi, K.Hoshikawa. Homogenty of vertical magnetic field applied LEC GaAs Crystal Growth // Jap. Journ. Appl. Phys.-1984.-Vol 23.-N4.-P. 195−197.
- В.С.Земсков, М. Р. Раухман, Д. П. Мгалоблишвили. Влияние магнитного поля на примесные неоднородности в монокристаллах антимонида индия /7 Физика и химия обработки материалов, — 1985.-N5.-С.50−56.f35—
- В.С.Земсков, М. Р. Раухман, Д. П. Мгалоблишвили. Коэффициенты распределение примесей при выращивании монокристаллов антимонида индия в условиях воздействия на расплав магнитного поля // Физика и химия обработки материалов.-1986.-N2.-С.64- 67.
- В.С.Земсков, М. Р. Раухман, Ю. М. Гельфгат. Влияние магнитного поля на температурные флуктуации в расплаве и слоистую неоднородность в монокристаллах антимонида индия // Физика и химия обработки материалов.-1987.-Ы4.-С.63−67.
- S.Ozawa, T. Kimura, I. Kobayashi, T.Fukuda. Programmed magnetic field applied liquid encapculated Czochralski crystal growth /'/' Appl. Phys. Lett.-1987.-Vol.50.-N6.-P.329−331.
- В.С.Земсков, M.P.Раухман. Влияние невесомости и магнитного поля на ликва-ционные процессы в кристаллах антимонида индия // Физика и химия обработки материа-лов.-1987.-К4, — С.63- 67.
- A.F. Witt. Electronic materials processing and the microgravity environment // Commer. Opportunities Space- Techn. Symp., Toupei, Apr. 19−24, 1987, Washington.-1988,-P.201−211.
- Е.А.Бармин, Ю. М. Гельфгат, А. С. Сенченков. Влияние магнитного поля на кристаллизацию полупроводниковых материалов методом бестигильной зонной плавки в условиях невесомости // Магнитная гидродинамика,-1988.-N4.-С. 110−114.
- Hayakawa, J. Sone, K. Tatumi, M.Kumagawa. Effect of ultrasonic vibration on InSb pulled crystals//Journ. Appl. Phys.- 1982.-Vol.21.-N9.-P. 1273−1277.
- Г. А.Кардатов, А. В. Солосин, С. Р. Макукян. Рост кристаллов при акустическом воздействии // Московский ин-т хим. маш, — М.:1988. Деп. в ВИНИТИ 4.11.1988,-N7923−1288.
- T.Tsuruta, I. Hayakawa, M.Kumagawa. Effect of utrasonic vibration on the groth of In Ga Sb mixed crystals // Jap. Journ. Appl. Phys.-1988.-Vol.27 Suppl.-N27-l.-P.47−49.
- Н.Г.Кожемякин, Л. Г. Ковшова. Влияние ультразвука на условия роста на распределение сурьмы в монокристаллах висмут-сурьма // Электронная техника. Сер. 6. Мате-риалы.-1987.-С.40−42.
- С.С.Шифрин, А. В. Говорков, А. С. Брук. Взаимодейстие дислокаций с точечными дефектами в кристаллах легированного GaAs /' IV Всесоюзная конференция по физико-химическим основам легирования полупроводниковых материалов. Тез.докл. Москва,-1979,-С. 166
- Взаимодействие дислокаций с точечными дефектами в кристллах легированного GaAs / Шифрин С. С., Говорков A.B., Брук A.C., Марков A.B., Освенский В. Б., Холодный Л.П.// Легирование полупроводников.-М.: Наука.-1982.-С.209−213.
- Влияние термообработки на взаимодействие дислокаций с точечными дефектами в кристаллах GaAs / Брук A.C., Говорков A.B., Марков A.B., Шифрин С. С. // Поверхность. Физика, химия, механика.-! 982.-Т. 1.-N14.-С. 107−11 НО
- В.С.Чудаков, Б. Н. Гречишников. Метод наблюдения оптических неоднородно-стей с помощью спектрального модулятора /'/'Оптико-механическая промышленность.-1977.-N7.-C.9−51.
- В.С.Чудаков, Б. Н. Гречишников. Визуализация малоконтрастных дефектов по их поляризующей способности /'/' Приборы и техника эксперимента.-1975.-N5.-С. 195−197.
- B.C. Чудаков, Б. Н. Гречишников, Г. Г. Араве. Модуляционный метод наблюдения двупреломления // Кристаллография, — 1971.- Вып.5.-С.939−943.
- П.Л. Крупкин, И. А. Фролов. Скопление примесей в полупроводниковых материалах//Высокочистые вещества.-1989.^5.-С.5 14.
- Исследование неоднородности монокристаллов полуизолирующего арсенида галлия, легированного хромом / Юрова Е. С., Юрьева И. М., Рытова Н.С.Освенский
- B.Б., Гришина С. П., Биберин В.И.// Электронная техника. Сер. Материалы,-1985.-Вып.4,1. C.34−38.
- Р.И. Глоргодова, Л. И. Колесник, Э. М. Омельяновский. Влияние процесса захвата на поведение фотоемкости в кристаллах GaAs <Сг> // Физика и техника полупроводни-KOB.-1977.-Bbin.ll.-Nl.- С, 124.
- G.Nagel, М.Baumgarther.Recent improvements in GaAs substrate material for IC’s applications // Esprit.-1988.-P.03−313.
- Особенности слоистого распределения примеси в бездислокационных монокристаллах кремния / Гарны к B.C., Горин С. Н., Калгожная С. И., Тимошина Н. В. // Изв. АН СССР. Неорганические материалы.-1988.-Т.24.-Ш.-С.1731−1732.
- Л.С.Милевский, А. М. Эйдензон, В. С. Горнык. Влияние условий выращивания на слоистое распределение примесей в бездислокационных монокристаллах кремния /'/Легированные полупроводники М.: Наука.-1982.-С. 140−148.
- К.Моризейн, А. Витт, Л.Гейтос. Слоистое распределение примесей в кристаллах InSb, выращенных без вращения /'/' Проблема роста кристаллов. Сб. научн. работ. -М.: Мир.-1968.- Вып.41, — С.252−261
- А.Витт, Х.Гейтос. Изучение слоистого распределения примесей в кристаллах InSb с помощью интерференционно-контрастной микроскопии // Проблемы роста кристаллов. Сб. научн. работ.- М.: Мир.-1968.-С.262−267.
- Д.Берски. Совершенствование технологических процессов мощная движущая сила развития техники и технологиии ИС // Эле ктроника.-1992.-N9−10.-С. 19−29.
- И.И. Ижнин, Ю. Н. Гаврилюк. Эпитаксиальные методы выращивания арсенида галлия и его твердых растворов с арсенидом алюминия // Зарубежная электронная техни-Ka.-1991.-N10-ll.-C.3−93.
- П.Н.Петров, Б. Л. Друзь, Н. А. Калашникова. Влияние дефектов обработки пластин арсенида галлия на дефектообразование в эпитаксиальных пленках /7 Электронная техника. Сер. Материалы, — 1991.-N4.-C.61−65./зд—
- В.В.Ломовой, В. В. Никулин, М. М. Лукашик. Модернизация и применение установки МЛЗ «Катунь» для получения многослойных структур сложного состава // Электронная техника. Сер. Материалы,-1991 .-N4.-С.61 -65.
- В.Г.Любивый, В. В. Артамонов, А. И. Соловьев. Измерение параметров подложек и структур GaAs на СВЧ в технологии изготовления полупроводниковых приборов и ИС // Электронная техника. Сер. Материалы,-1991 .-N2.-С.27−32.
- Д.Берски, Ф. Гудинаф, М.Ленард. Последние достижения в области полупроводниковой технологии, представленные на МКЭП// Электроника,-1992.-N7−8.-С.3−6,
- Ф.Гудинаф. Новые технологические процессы прочная основа для создания следующего поколения аналоговых, смешанных и мощных ИС // Электроника,-1992.-N9−10.-С.25−26.
- Д.Берски. Снижение стоимости и повышение быстродействия ЦПС способствует широкому внедрению этих приборов // Электроника. -1992. -N3 -4. -С. 19−3 3.
- С.Убер. Новые направления развития технологии ИС на международной конференции по электронным приборам // Электроника, — 1992.-N3−4.-C, 112−113.
- М.Ю.Матисов, А. Е. Романов. Эффективность аннигиляции дислокаций в напряженных сверхрешетках // Электронная техника. Сер. Материалы.-1991.-Вып, 3.-С.73−75.
- Эксперименты по зонной кристаллизации антимонида индия / Земсков B.C., Бармин Н. В., Раухман М. Р. и др. // Гидродинамика и теплообмен в невесомости. Новоси-бирск.-1988.-С.142- 152.
- Z.Bojon, Z. Xingru, C. Funiau, L.Langing. GaAs single crystal growth from melt in space//Chin. Journ. Semicond.-1988.- Vol.9.-N5.-P.548−552.
- Эксперименты по зонной кристаллизации антимонида индия в условиях невесомости / Земсков B.C., Бармин Н. В., Раухман М. Р. и др. // Гидродинамика и теплообмен в невесомости. Новосибирск,-1988.-С. 142−152.
- Y.C.Lu, J.J.Shian, R.S.Feigelson and R.K.Route // Journ. of Crystal Growth.-1990.-Vol.102.-N4.-P. 807−813.
- J.Hayakawa, M.Kumagawa. Changes of the growth morphology in InSb crystals pulled under the presence of ultrasonic vibration // Cryst. Res. and Techn.-1985.-Vol.20.-Nl.-P.3−10.
- М.Г.Мильвидская, В. Б. Освенский. Структурные дефекты в монокристаллах полупроводников. М.: Металлургия.-1984.-256 с.
- Е.Б.Жариков, Л. В. Приходько, Н. Р. Сторожев. Явление образования потоков жидкости при возбуждении вибраций растущего кристалла // Тезисы докладов 7-ой Всесоюзной конференции по росту кристаллов. M.-1988.-Том 3.-С.10−11Ю.
- Г. Миллер. Выращивание кристаллов из расплава. Конвекция и неоднородности: Пер. с англ. М.: Мир,-1991.-143с, шт
- Космическое материаловедение. Введение в научные основы космической технологии: Пер. с англ./ Под ред. Б. Фойербахера, Г. Хамахера, Р.Наумана.-М.: Мир, 1989,-178с., ил.
- Л.И.Анатычук. Термоэлементы и термоэлектрические устройства. Справочник,-К: Наукова думка,-1979.-С.736−751.
- О.С.Гурвич. Высокотемпературные электропечи с графитовыми элементами. М.: Энергия.-1974.-С.5.1. Ш—
- K.Katamura, S. Vimura, M. Hignehi, T. Oshikiri, H.Komatsu. Differences between {110} and {211} fauts of rare-eath growth a from the melt.// J. of Crystal Growth.-1984.-Vol.69.- P.537- 544.
- Н.Г.Кожемякин, Т. В. Беляева. Оценка мощности, подводимой ультразвуком в расплав, при выращивании монокристаллов твердых растворов висмут-сурьма // Электронная техника,-1988.-N1.-С.77−79.
- А.Милне. Примеси с глубокими уровнями в полупроводниках. М.: Мир.-1977,562 с.
- Reed S.J.B. Electron microprobe Analysis// Cambridge Universiti Press. L, N.J., 1975,1. P.423.
- Михеев H.H., Захаров Б. Г. Количественный рентгеновский микроанализ на электронном микроскопе с автоэмиссионным катодом// Электронная техника. Сер. Материалы, 1975. Вып.2 -С. 119−124.
- Palmbery P.W. Hadbook of Electron Spectroscopy Physical Electronics Industries. Edina, 1972.
- Травление полупроводников/ Перевод с английского С. Н. Горина. М.:"Мир", 1965. -384с.
- Шульпина И.Л. Методы рентгеновской дифракционной топографии для исследования монокристаллов. В сб.:Аппаратура и методы рентгеновского анализа. Л.:" Машиностроение «, 1977. Вып. 18. — С. 92 — 101.
- Бондаренко Г. Г., Фицуков М. М., Косушкин В. Г., Влияние низкочастотных вибраций на слоистую однородность монокристаллов арсенида галлия // Физика и химия обработки материалов, 1998,№ 2, с.90−92.
- Фицуков М.М., Косушкин В. Г. О влиянии ультразвука, вводимого в расплав на неоднородность свойств монокристаллов i i Физика и химия обработки материалов, 1996, № 4, с. 122−128.
- Fitzukov MM., Korzhavyi A. P., Effective systems for ion purification using sigle crystal growth equipment //Book of Abstract second International conference MPSL96. Sumy-1996-Publ:Sumy stste University, 1996, p.96.
- Фицуков M.M., Косушкин В. Г. Повышение однородности монокристаллов нелегированного полуизолирующего арсенида галлия для интегральных схем /7 Перспективные материалы, 1996, № 1, с.50−54.
- Автором лично проведено обобщение теоретических, экспериментальных исследований и методов получения монокристаллов с высоким структурным совершенством, которые используются в производстве ОАО «Аметист».
- Суммарный годовой экономический эффект от использования результатов диссертационной работы Фицукова М. М. составил 133 млн. 318 тыс. руб.
- Председатель комиссии Члены комиссии:
- А. П. К о ржа вы й А. Б .Лыков т А. Обуховаь
- Автор научно обосновал и экспериментально показал эффективность использования внешних воздействий (ультразвукового поля и пониженной силы тяжести) в процессе роста монокристаллического арсенида галлия.
- ОКБ НПО им. С. А. Лавочкина использовало основные положения диссертации в разработках при реализации ряда Проектов.1. УД
- Председатель комиссии В.И.Михальский1. Члены комиссии:1. В. С- Орешников