Разработка конструкции и исследование активных интегральных антенн миллиметрового диапазона на основе эпитаксиальных структур арсенида галлия

Разработана новая конструкция микрополосковой антенны-генератора электромагнитного излучения СВЧ-диапазона с использованием полевых транзисторов в качестве активных элементов. Основой конструкции является эпитаксиальная структура в виде тонкого слоя арсенида галлия n-типа на подложке из полуизолирующего арсенида галлия. При надлежащем выборе толщины и концентрации электронов в n-слое структура служит исходным материалом для изготовления полевых транзисторов и одновременно является диэлектрической подложкой для микрополосковой антенны. Таким образом, становится возможным создание активной антенны (антенны-генератора) в едином технологическом процессе, т.е. в виде монолитной интегральной схемы. При этом наличие легированного слоя обеспечивает возможность нанесения достаточно плотной и механически устойчивой пленки металла (золото) без подогрева подложки, поскольку адгезия атомов осаждаемого металла к поверхности легированного арсенида галлия значительно выше, чем к поверхности полуизолирующего кристалла. Металлизация поверхности структуры необходима для создания микрополосковой антенны, и в то же время во избежание потери части излучаемой мощности она не должна соприкасаться с проводящим слоем полупроводника. Это достигается за счет возникновения на границе с металлом слоя, обедненного свободными носителями заряда, и при надлежащем выборе толщины эпитаксиального n-слоя он оказывается полностью непроводящим. Исследованы процессы формирования пленок золота при вакуумном осаждении на поверхность арсенида галлия n-типа с различной степенью легирования, выяснены оптимальные условия для получения механически прочной металлизации при сохранении барьера Шоттки на границе с полупроводником.