Введение
Глава 1 Современные материалы и приборы СВЧ диапазона и области их применения
1.1 Общие характеристики и понятие приборы СВЧ
диапазона
1.1.1 Конструкция типичного СВЧ транзистора и принципы его работы
1.1.2 Основные СВЧ характеристики транзистора
1.2 Конструкции различных приборов СВЧ диапазона
1.2.1 МДП транзисторы
1.2.2 Полевые транзисторы с затвором Шоттки
1.2.3 Изоморфные транзисторы с двумерным
электронным газом
1.2.4 Псевдоморфные транзисторы с двумерным
электронным газом и односторонним легированием
1.2.5 Псевдоморфные транзисторы с двумерным электронным газом и двухсторонним легированием
1.2.6 Метаморфные транзисторы с двумерным электронным газом на подложках ваАБ и транзисторы на подложках 1пР
1.2.7 Метаморфные гетероструктуры на подложке ваАБ
1.2.8 Транзисторы на нитриде галлия с поляризационнонаведенным каналом
1.2.9 Сравнение мощностных и высокочастотных характеристик СВЧ транзисторов
1.3 Выводы
Глава 2 Современные методы формирования затвора и контактной группы СВЧ транзисторов
2.1 Гетероструктурная технология формирования СВЧприборов
2.1.2 Особенности технологического процесса изготовления транзисторов
2.2 Сравнительный анализ существующих литографических систем и их применимости для изготовления затворов транзисторов
2.2.1 Электроннолучевая литография
2.2.2 Проекционная литография
2.2.3 Импринтная литография
2.2.4 Рентгеновская литография
2.2.5 Ионнолучевая литография
2.2.6 Контактная фотолитография
2.3 Классификация основных схем технологических
маршрутов изготовления субмикронных затворов транзисторов
2.3.1 Изготовление субмикронного затвора
прямоугольной формы, с использованием двухслойной резистивной маски
2.3.2 Использование трехслойной резистивной маски
2.3.3 Альтернативные методы формирования затвора
2.3.4 Изготовление субмикронного затвора
грибообразной формы
2.3.5 Изготовление затвора грибообразной формы с использованием двухслойной резистивной маски
2.3.6 Процесс изготовления грибообразного затвора с использованием трехслойной резистивной маски одна литография.
2.3.7 Процесс изготовления грибообразного затвора с использованием многослойной резистивной маски
2.3.8 Методы изготовления затвора грибообразной формы с использованием нескольких литографий с многослойными резистивными масками
2.3.9 Косвенные методы формирования затвора
2.4. Выводы
Глава 3 Технологический процесс контактной
фотолитографии с использованием двухслойной резистивной маски. Выбор материалов и оборудования использованного в работе.
3.1 Обработка подложек перед нанесением фоторезиста
3.2 Нанесение резиста
3.3 Сушка резиста
3.4 Совмещение и экспонирование резистов
3.5 Проявление резистов
3.6 Вакуумное напыление
3.7 Допроявление пластин
3.8 Операция взрыва
3.9 Контроль в УФ микроскопе
3. Анализ материалов, используемых в технологическом процессе контактной фотолитографии в глубоком ультрафиолете с использованием двухслойной системы резистов
31 Выбор резиста для верхнего слоя маски
32 Выбор резиста для нижнего слоя маски
3. Выводы 5 Глава 4 Экспериментальные исследования получения
субмикронных затворов гетероструктурных СВЧ транзисторов методом контактной ультрафиолетовой фотолитографии
4.1 Выбор пары резист проявитель для формирования субмикронных размеров элементов топологии
4.2 Исследование зависимостей минимального размера
элемента от дозы экспонирования
4.3 Исследования по подбору пары верхний нижний
резист
4.4 Экспериментальные исследования технологического изготовления затворов для транзисторов на основе СаЛь и ваИ
4.4.1 Технологические факторы, влияющие на результат
4.4.2 Технология изготовления затворов
гетероструктурных СВЧ транзисторов .
4.4.3 Экспериментальные исследования технологического изготовления затворов для транзисторов на
основе ваАБ
4.4.4 Экспериментальные исследования технологического процесса изготовления затворов для
транзисторов на основе ОаЫ
4.5 Выводы
Глава 5 Параметры СВЧ транзисторов, изготовленных по усовершенствованной технологии контактной УФ
фотолитографии
5.1 Методика определения параметров изготовленных транзисторов
5.2 СВЧ параметры рНЕМТ транзисторов на ОаАБ
5.3 Параметры, полученные для НЕМТ транзисторов на нитриде галлия
5.4 Выводы
Заключение
Список использованной в работе литературы
ВВЕДЕНИЕ
Стремительное развитие элементной базы СВЧ приборов, происходившее в течение последних лет, создало предпосылки для развития высокоскоростных телекоммуникационных, информационных и военных систем. Основной тенденцией в развитии при этом является использование функциональных объектов малых размеров наноструктур. В полупроводниковой электронике
сверхвысокочастотного диапазона микроминиатюризация приборов требует применения элементов, размеры которых составляют несколько десятых микрона. В настоящее время, наряду с глобальной компьютеризацией, происходит революция в сфере телекоммуникаций, которые по темпам роста опережают все другие технологии. По уровню развитости телекоммуникационных технологий сейчас оценивается научный, производственный и оборонный потенциал любого государства. В этой важнейшей области науки и техники наибольшую эффективность показала технология СВЧ приборов, базирующаяся на гетеропереходных структурах полупроводниковых соединений А3В5. Именно с этой твердотельной технологией, обеспечивающей наивысшие скорости передачи информации, наибольшие дальность и точность в радиолокации, малые габариты и высокий коэффициент полезного действия, связываются последние достижения и дальнейшие перспективы в области телекоммуникаций и систем вооружений. Научные результаты и быстро достигнутая промышленная зрелость гетероструктурной технологии сделали возможным создание нового поколения наземных и бортовых радиолокаторов на активных фазированных антенных решетках АФАР для обзора, разведки, обнаружения, слежения и наведения на цели, а также для радиоэлектронной борьбы, систем спутниковой связи и цифрового телевидения, оптоволоконных линий связи, цифровых радиорелейных линий связи, беспроводных систем связи
широкополосного доступа миллиметрового диапазона с невиданным ранее увеличением числа каналов, скорости и объемов передаваемой информации, обеспечивающих предоставление услуг мультимедиа, таких, как видеоконференции, дистанционное обучение, передача сложнейших медицинских изображений, высокоскоростной интернет, сотовой телефонии, включая цифровую связь 3го поколения.
Главным стимулятором развития микроэлектроники является передача цифровой информации передача данных, в том числе, связи с интернетом цифровая телефония 3го поколения, включающая двустороннюю голосовую и видеосвязь, и передачу данных со скоростями до 2Мбитсек.
Движущая сила этого рынка стремление к более высоким частотам до 5ГГц и выше, к цифровой технике связи, к обладанию несколькими полосами частот, потребностью в усилителях с лучшей линейностью и коэффициентом полезного действия, с меньшим весом и габаритами, с пониженным напряжением питания и более длительным временем разговоров без подзарядки батарей.
Рынок телекоммуникаций в своем большинстве занимает волоконнооптическая связь, потребляющая высокоскоростные цифровые и СВЧ интегральные схемы ммдиапазона на частоты до и бОГГц. На этом рынке гетероструктурная технология не имеет себе равных и полностью доминирует. Также быстро развиваются и системы спутниковой связи на 1 Тц, и межепутниковой связи в полосе бОГТц. В последние годы активно ведутся работы по беспроводным цифровым радиорелейным линиям связи точкаточка на частоты 1 Тц и беспроводным сетям широкополосного доступа на частоты ГГц с предоставлением услуг мультимедиа видеоконференции, дистанционное обучение, интернет, передача медицинского изображения и Т.Д..
Для работы в высокочастотных диапазонах в качестве усилительных каскадов используются, в основном, полевые транзисторы с двумерным электронным газом i ii i и гетеропереходные биполярные транзисторы i i i НВТ.
Арсенид галлия был первым соединением А3В, получившим широкое распространение.
Данная работа посвящена решению проблемы создания быстродействующих полупроводниковых приборов и разработке технологии получения субмикронных размеров гетероструктурных
сверхвысокочастотных СВЧ транзисторов методом фотолитографии.
Актуальность
- Київ+380960830922