Зависимость параметров мощных карбидкремниевых СВЧ-транзисторов с затвором Шоттки от конструктивно-технологических и внешних факторов

Цель: выявление зависимостей основных электрических параметров мощных СВЧ-транзисторных структур с затвором Шоттки на основе карбида кремния от конструктивно-технологических факторов, исследование технологических особенностей создания омических контактов к карбиду кремния и оценка стойкости разрабатываемых транзисторов к воздействию высоких температур и ионизирующих излучений. Влияние параметров буферного слоя транзистора с затвором Шоттки на основе карбида кремния можно свести к двум эффектам: снижению эффективной толщины канала транзистора и утечкам через буферный слой. Выделены три типа функционирования мощных СВЧ-транзисторов с затвором Шоттки на основе карбида кремния, различающихся утечками через буферный слой транзистора и распространением области пространственного заряда p - n-перехода канальный слой - буферный слой. Проведенное моделирование выявило зависимость электрических параметров транзисторов от толщины буферного слоя. Разработаны мощные СВЧ-транзисторы с затвором Шоттки на основе карбида кремния со следующими ВЧ-характеристиками: выходная мощность 10 Вт при коэффициенте усиления по мощности 15 дБ и КПД стока 47% на частоте 860 МГц, которые уступают аналогичным зарубежным транзисторам по диапазону рабочих частот, что связано с рядом технологических ограничений в условиях существующего производства, таких как разрешение имеющихся установок фотолитографии. По результатам ускоренных испытаний с учетом технологических ограничений в конструкциях разрабатываемых полевых транзисторов с барьером Шоттки предложена многослойная металлизация Ni - Pt - Au. Указанный тип металлизации демонстрирует высокую стойкость к проплавлению барьерного слоя и отслоению металлизации. Зависимости контактного сопротивления никель - карбид кремния от температуры и времени отжига при формировании омического контакта демонстрируют тенденцию к снижению контактного сопротивления при увеличении времени и температуры отжига. Минимум удельного контактного сопротивления в проведенных экспериментах, равный 4 • 10⁻⁴ Ом • см², наблюдался после отжигов при температуре 1150°С. Определен фазовый состав тонкопленочной структуры контакта. Показано, что в образовании омического контакта при температурах 900 - 1150°С и времени отжига 30 - 180 с принимают участие две фазы силицида никеля - Ni₂Si и Ni₃₁Si₁₂. При увеличении температуры отжига до 1250°С в контактном слое начинает образовываться моносилицид никеля NiSi. Тенденцию к снижению контактного сопротивления омического контакта карбид кремния - никель при увеличении температуры и времени отжига можно объяснить увеличением размера кристаллических блоков образующихся силицидов.