Многослойная gaas - эпитаксиальная структура для быстродействующих, высоковольтных, высокотемпературных кристаллов диодов

 

Многослойная GaAs - эпитаксиальная структура для быстродействующих, высоковольтных, высокотемпературных кристаллов диодов, которые предназначены для изготовления быстродействующих, высоковольтных, высокотемпературных диодов широкого применения.

Технической задачей предложенной полезной модели является создание многослойных эпитаксиальных структур на основе CaAs, обеспечивающих изготовление кристаллов быстродействующих, высоковольтных, высокотемпературных диодов с низким уровнем обратного тока и «резкой» характеристикой лавинного пробоя в рабочем диапазоне температур для использования в преобразовательной технике, импульсных источниках питания и других устройствах быстродействующей электроники.

Сущность полезной модели заключается в том, что многослойная GaAs - эпитаксиальная структура р+-р-n--n-n+, содержит высокоомный n--слой, обеспечивающий максимальные обратные напряжения, а высоколегированные р+ и n+ - области обеспечивают омические контакты к аноду и катоду, соответственно, при изготовлении кристаллов диодов.

Полезная модель относится к производству мощных полупроводниковых приборов для электронной промышленности на основе многослойных CaAs - эпитаксиальных структур для быстродействующих, высоковольтных, высокотемпературных кристаллов диодов, которые предназначены для изготовления быстродействующих, высоковольтных, высокотемпературных диодов широкого применения.

Известен кристалл ультрабыстрого высоковольтного сильноточного арсенид-галлиевого диода (патент 2472249, опубл. 10.01.2013 Бюл. 1), содержащий CaAs кристалл диода, включающий в себя р-i-n - структуру, формируемую методами жидкофазной эпитаксии.

Недостатком такой конструкции кристалла диода является использование в структуре p+-эпитаксиального слоя, толщиной не менее 10 мкм с резким изменением разностной концентрации донорной и акцепторной примесей от 1014÷10 15 см-3 до 1011 см-3 и располагающегося между p-эпитаксиальным слоем и высокоомным n - - эпитаксиальным слоем, толщиной не менее 10 мкм с резким ростом разностной концентрации донорной и акцепторной примесей от 1011 см-3 до 1015 см -3. В вышеуказанном прототипе, данный слой выполняет роль своеобразного геттера, аккумулирующего из соседней слаболегированной области протяженные дефекты. Однако, отметим, что данная область располагается в активном сечении кристалла диода, через него будет протекать ток и наличие высокой плотности дефектов может привести к перераспределению плотности тока на более дефектные участки, достигая значений, существенно превосходящих критическую плотность. На практике это приводит к возникновению «мягкой» обратной характеристики и снижению максимального обратного напряжения.

Технической задачей предложенной полезной модели является устранение вышеуказанного недостатка.

Для устранения данного недостатка предлагается вместо р+-р-р +-n--n-n+ - структуры, менее дефектная и, как следствие, более надежная, но не уступающая по своим электрическим характеристикам р+-р-n--n-n+ - структура с высокоомным n--слоем. В полученной р +-р-n--n-n+ - структуре высоколегированные р+ и n+ - области обеспечивают омические контакты к аноду и катоду, соответственно, при изготовлении кристаллов диодов.

Многослойная эпитаксиальная р-n- -n-n+ - структура изготавливается либо методами жидкофазной, либо методами газофазной эпитаксии, либо их чередованием.

На фиг.1 приведена многослойная CaAs эпитаксиальная структура, где на р+ - подложке 1, выполняющей роль анодного контакта, с концентрацией легирующей примеси порядка 1018÷1019 см-3 формируют последовательно р-n--n-n+ - эпитаксиальную структуру со следующими параметрами:

- p-слой 2, толщиной от 15 до 25 мкм с концентрацией легирующей примеси 10 15÷1016 см-3;

- n--слой - высокоомный слой 3, толщиной от 10 до 40 мкм (в отличие от слоя собственной проводимости - i-слоя, эпитаксиальный n--слой может выращиваться способами жидкофазной или газофазной эпитаксии, либо с контролируемым введением донорной примеси, либо с применением компенсирующих примесей; при этом диапазон концентраций электронов может управляемо контролироваться в пределах от 1011 до 1014 см-3 . Выбор конкретной величины концентрации донорной примеси или уровня компенсации зависит от исходных технических требований к кристаллам быстродействующих, высоковольтных диодов, изготавливаемых на основе многослойных эпитаксиальных р+-р-n- -n-n+ - структур);

- n-слой 4, толщиной от 15 до 30 мкм с концентрацией легирующей примеси 1015 ÷1016 см-3;

- n +-слой 5, толщиной от 5 до 15 мкм с концентрацией легирующей примеси 1018÷1019 см-3, обеспечивающий омический контакт к катодной области диодной структуры.

Многослойные эпитаксиальные структуры на основе C aAs, обеспечивают изготовление кристаллов быстродействующих, высоковольтных, высокотемпературных диодов с низким уровнем обратного тока и «резкой» характеристикой лавинного пробоя в рабочем диапазоне температур для использования в преобразовательной технике, импульсных источниках питания и других устройствах быстродействующей электроники.

Многослойная GaAs - эпитаксиальная структура для быстродействующих, высоковольтных, высокотемпературных кристаллов диодов, включающая высоколегированную р+-подложку, р-слой, отличающаяся тем, что содержит последовательно высокоомный n--слой, буферный n-слой, высоколегированный n+-слой, обеспечивающий омический контакт к катодной области диодной структуры.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к наноразмерным полупроводниковым структурам, содержащим систему квазиодномерных проводящих каналов, используемых для изготовления приборов наноэлектроники и нанофотоники

Техническим результатом работы полезной модели является обеспечение возможности защиты областей топологии кристалла, содержащих конфиденциальные данные от обратного проектирования, путем механического разрушения именно того участка топологии, который содержит конфиденциальную информацию
Наверх