автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Многомезовые лавинно-пролетные диоды миллиметрового диапазона с повышенным уровнем выходной мощности СВЧ

На правах рукогтш

Ташилов Аслан Султанович

(

МНОГОМЕЗОВЫЕ ЛАВИННО-ПРОЛЕТНЫЕ ДИОДЫ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА С ПОВЫШЕННЫМ УРОВНЕМ ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ свч

05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты,

микро- и наноэлекгроника, приборы на квантовых эффектах

I Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НАЛЬЧИК-2006

Работа выполнена в Кабардино-Балкарском государственном университете им. Х.М. Бербекова в совместной с ФТИ РАН им. А.Ф.Иоффе лаборатории "Рентгенодифрактометрических методов исследования гетероструктур".

Научный руководитель: доктор физ.-мат. наук, профессор

Хапачев Юрий Пшиканович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Мустафаев Гусейн Абакарович

доктор физико-математических наук Овчинникова Елена Николаевна

Ведущая организация: Северо-Кавказский государственный

технический университет, г. Ставрополь

Защита состоится " 17 " июня 2006 г. в -/Г— часов на заседании диссертационного совета Д 212.076.08 при Кабардино-Балкарском государственном университете по адресу: 360004, КБР, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173, КБГУ, зал заседаний диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кабардино-Балкарского государственного университета.

Автореферат разослан мая 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.М. Кармоков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Расширение сфер применения генераторов миллиметрового диапазона в различных радарных, коммуникационных и радиометрических системах связано с возможностью увеличения их выходной мощности. На сегодняшний день максимальные уровни выходной СВЧ мощности для твердотельных генераторов миллиметрового диапазона реализуются с помощью лавинно-пролетных диодов (ЛПД) на алмазном теплоотводе. Однако, достигаемые при этом уровни выходной мощности при рабочей температуре перегрева р-п перехода значительно ниже уровня достигаемого при предельных уровнях питания.

Диссертация направлена на решение фундаментальной проблемы существенного снижения уровня тепловых ограничений для твердотельных генераторных и усилительных приборов СВЧ миллиметрового диапазона. Известно, что для приборов этого класса, таких как лавинно-пролетные диоды, диоды Ганна и другие, уровень выходной СВЧ мощности в миллиметровом диапазоне ограничен не электронными свойствами материала, структуры, а уровнем температуры перегрева активной области. Приборы данного класса имеют относительно низкий КПД, не превышающий в лучших образцах 10-15 %. Поэтому основная входная мощность преобразуется в тепловую энергию, вызывающую перегрев и тепловой пробой структуры. Тем более, что указанный класс приборов работает при самых высоких плотностях электрической мощности питания относительно других полупроводниковых приборов. Данная проблема усугубляется именно в миллиметровом диапазоне, что связано с уменьшением размеров активной структуры, а именно, площади активных переходов и, соответственно, увеличением плотности входной электрической мощности.

Отсюда следует фундаментальная конструкторско-технологи-ческая проблема исполнения известного класса приборов, таких как ЛПД, диоды Ганна в том виде, который позволит при тех же рабочих электрических нагрузках получить меньшую температуру перегрева активной структуры, либо при допустимом уровне температуры перегрева обеспечить больший уровень входной электрической мощности. Сказанным определяется актуальность работы.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.-Петербург

ОЭ 200 &кт

Цель работы. Найти конструкцию мезакристалла. позволяющую задавать на исходной пластине рабочую геометрию активной структуры для работы в миллиметровом диапазоне и обеспечить соответствующую технологию, позволяющую манипулировать и монтировать этот мезакристалл на теплоотвод.

Научная новизна. Научная новизна определяется методами и подходами решения проблемы.

Во-первых, реализован интеграционный принцип, позволяющий объединить в конструкции кристалла функции инструмента и оснастки. Имеется ввиду следующее. Активные элементы кристалла с рабочей геометрией объединены с помощью соединений с технологическими элементами, выполняющими функцию инструмента и оснастки, которые после монтажа на теплоотвод удаляются. При этом активные элементы кристалла и их рабочая геометрия сохраняются. Существенно, что все перечисленные конструктивно-технологические элементы выполнены из материала активной структуры в монолите.

Для решения технологической части задачи осуществляются следующие пункты. Исследовано структурное совершенство материала ак-1 ивных элементов и выявлена связь между упруго-напряженным состоянием активной структуры и процентом выхода годных приборов. Максимально ужесточены требования к классу поверхности теплоотвода.

Решение поставленных задач является принципиально новым, поскольку все известные способы изготовления данных приборов предполагают формирование рабочих размеров активной структуры уже после монтажа на теплоотвод, когда невозможно обеспечить конфигурацию кристалла с сильно развитой периферией контакта активной структуры к теплоотводу.

Научная и практическая значимость. Сведения за 20032005 гг., опубликованные ведущей в данной области фирмой NEC (www.datasheetarchive.com), показывают, что для кремниевых серийно выпускаемых ЛПД мм диапазона уровень теплового сопротивления, достигнутого с использованием алмазного теплоотвода, лежит в пределах от 30°С/Вт в 8 мм диапазоне до 80 °С/Вт в 3 мм диапазоне. Соответствующие уровни выходной мощности СВЧ генерации от 0,8 Вт в 8 мм диапазоне до 0,06 Вт в 3 мм диапазоне.

В диссертации для кремниевых ЛПД 5 мм диапазона получено снижение теплового сопротивления без использования алмазного теплоотвода до уровня 20-25 °С/Вт, что обеспечивает возможность вход-

ного уровня непрерывной электрической мощности порядка 10 Вт и выходной непрерывной СВЧ мощности около 1 Вт.

Таким образом, полученный результат существенно превосходит характеристики современных серийно выпускаемых приборов.

Главные защищаемые положения:

1. Конструкция шестимезового лавинно-пролетного диода 5 миллиметрового диапазона с реализованным уровнем выходной непрерывной мощности 1 Вт при температуре перегрева р-п перехода 200°С.

2. Технология сборки многомезовых ЛПД миллиметрового диапазона, в которой монтаж кристалла производится на теплоотвод с классом шероховатости поверхности не хуже класса рабочей поверхности исходной полупроводниковой структуры.

Апробация работы. Основные результаты диссертации были доложены и обсуждались на следующих конференциях, совещаниях и семинарах.

1.V научно-техническая конференция "Аналитические методы исследования материалов и изделий микроэлектроники. М, ЦНИИ "Электроника". 1989 г.

2. II Межреспубликанский семинар "Современные методы и аппаратура рентгеновских дифрактометрических исследований материалов в особых условиях". Киев.1991 г.

3. VI Всесоюзная конференция "Аналитические методы исследования материалов и изделий микроэлектроники". Кишинев. 1991 г.

4. III Всесоюзная конференция "Физические основы надежности и деградации полупроводниковых приборов". Кишинев. 1991 г.

5. II Украинская научная конференция по физике полупроводников с участием зарубежных ученых. Материалы конференции. Черновцы: Рута. 2004 г.

6. VIII Sino-Russian International Simposium on new materials and technologies "New Materials and Technologies". China. 2005 r.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ; в том числе два изобретения: одно защищено авторским свидетельством, и одно решение о выдаче патента. Список публикаций приводится в конце автореферата.

Личный вклад автора. Автор принимал участие во всех экспериментах по исследованию выходных СВЧ параметров, тепловых и структурных характеристик. Лично осуществил расчет топологии и

параметров конструкции мезакристалла, осуществил сборку всех экспериментальных образцов многомезовых ЛПД. Кроме того, автору принадлежит идея использования технологической опорной мезаст-руктуры и монтажа многомезового кристалла на теплоотвод с классом шероховатости поверхности не хуже класса рабочей поверхности исходной полупроводниковой структуры.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и основных результатов, изложенных на 115 страницах текста, включающих 44 рисунка, 9 таблиц. В конце диссертации приведен список литературы из 113 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность работы. Поставлена цель исследования. Изложены научная новизна, научная и практическая значимость результатов. Сформулированы главные защищаемые положения.

Глава I. Современное состояние проблемы тепловых ограничений уровня выходной мощности генераторных СВЧ диодов миллиметрового диапазона

Расширение сфер применения твердотельных генераторов миллиметрового (мм) диапазона в различных радарных коммуникационных и радиометрических системах связано с возможностью увеличения их выходной мощности. На сегодняшний день максимальные уровни выходной СВЧ мощности для твердотельных генераторов мм диапазона реализуются с помощью лавинно-пролетных (ЛПД) диодов на алмазном теплоотводе. В диссертации представлены параметры серийных кремниевых ЛПД одного из ведущих производителей фирмы NEC по данным за 2003-2005 гг.

Анализ этих данных говорит о том, что, несмотря на использование в конструкции этих приборов алмазного теплоотвода достигаемый уровень выходной непрерывной СВЧ мощности при рабочей температуре перегрева р-n перехода АТр.п< 200 °С значительно ниже уровня, достигаемого при предельных режимах питания. Так, для кремниевых ЛПД на алмазном теплоотводе были получены уровни выходной СВЧ мощности 1,5 Вт в 5 мм диапазоне и 1 Вт в 3 мм диапазоне. Однако, эти уровни мощности были достигнуты при режимах

питания, вызывающих повышение рабочей температуры р-n перехода до значений около 475 °С, вызывающих его тепловой пробой и разрушение. Вместе с тем именно такие уровни выходной мощности генерации, порядка единиц ватт, представляют большой практический интерес для наземных и космических систем мм диапазона.

Таким образом, на сегодняшний день ограничения уровня выходной мощности СВЧ генерации для ЛПД мм диапазона, продолжают носить характер тепловых ограничений, и снижение уровня этих ограничений является актуальной задачей. Известно на примере кремниевых ЛПД, что алмазный теплоотвод наиболее эффективен для снижения теплового сопротивления только на частотах до 100 ГГц. Далее уменьшение диаметра активной мезаструктуры до величин менее 30 мкм сводит на нет тепловые преимущества алмаза, так как основной вклад в величину теплового сопротивления RT начинают вносить слои металлизации, соединяющие мезаструктуру с теплоотводом. Аналогичная ситуация неизбежно возникает для ЛПД на основе более совершенных материалов, что также не позволяет в полной мере реализовать их полезный ресурс.

Поэтому усовершенствование конструкции и технологии изготовления генераторных диодов миллиметрового диапазона, направленное на снижение тепловых ограничений выходных СВЧ характеристик, остается актуальной задачей.

В первой главе рассмотрены тепловые ограничения генераторных ЛПД и некоторые пути их преодоления. Базовая конструкция современных ЛПД основана на применении алмазного теплоотвода. Это позволяет при сохранении постоянной температуры перехода 200 С получать вдвое большую выходную мощность ЛПД (с учетом роста КПД с увеличением подводимой мощности. Однако в реальных ЛПД миллиметрового диапазона добиться двукратного снижения RT удается только на частотах порядка 60 ТТц. Далее уменьшение рабочих размеров мезаструктуры до диаметров менее 30 мкм приводит к тому, что выигрыш в снижении R7 при использовании алмазного теплоотвода сводится к нулю.

Другим способом эффективного снижения /\у является использование ^«-переходов с развитой периферией, например, кольцевых или вытянутых прямоугольных структур. Иногда для этой же цели идут по пути параллельного соединения нескольких круглых /»-^-переходов малого раз-

мера. Для исключения взаимного теплового влияния расстояние между переходами должно составлять не менее Зн-4 диаметров. Использование л структур малого диаметра вместо одной структуры с той же площадью

уменьшает тепловое сопротивление в ^[п раз.

Таким образом, анализ литературных приведенных в первой главе показывает актуальность, практическую значимость работы, направленной на реализацию в мм диапазоне тепловых свойств структур с развитой периферией.

Глава II. Технологические решения проблемы отвода тепла мощных СВЧ мезадиодов

В этой главе представлены новые, оригинальные конструктивно-технологические подходы и результаты работ по созданию генераторных ЛПД мм диапазона с сильно развитой периферией контакта активной структуры к теплоотводу.

Для реализации поставленной проблемы в этой главе решались следующие задачи.

Минимизация высоты мезакристалла

В результате уменьшение высоты мезаструкгуры до 1,5-2 мкм позволило минимизировать боковой уход размеров при ее дотравливании и добиться реализации форм, подобных форме вытянутого прямоугольника. Однако добиться заметного снижения ЯТ за счет придания мезакри-сталлу подобных форм не удалось. Тем не менее, уменьшение толщины остаточного п+ слоя и снижение за счет этого сопротивления потерь позволило значительно улучшить выходные СВЧ характеристики экспериментальных кремниевых ЛПД по сравнению с приборами, изготовленными по стандартному маршруту. Для кремниевых двухпролетных ЛПД получены следующие параметры: на частоте генерации 62,5 ГГц уровень выходной непрерывной СВЧ мощности 540 мВт, кпд 12,8 %. В дальнейшем данная конструкция была использована СКБ п/о "Элькор" г. Нальчика при изготовлении изделия 2А758, что отражено в техдокументации КД.ПЖА 3.360.003 от23.09.88 г.

Двухмезовый ЛПД 4 мм диапазона

Использование двухмезовой конструкции с разнесенными на максимальное расстояние мезаструктурами позволило реально снизить /?•/ на величину, сопоставимую с результатами, достигаемыми

при использовании алмазного теплоотвода в одномезовой конструкции. Однако, дальнейшее снижение Яг по закону Ят ~ , где N -

у/М

число мезаструктур в многоэлементном диоде, потребовало поиска принципиально новых конструктивно-технологических решений.

Новые подходы в технологии изготовления ЛПД с развитой периферией активной структуры

Все используемые на сегодняшний день варианты технологии "перевернутого монтажа", открытой непассивированной мезаструкту-ры, предполагают получение рабочих размеров активной структуры и емкости диода уже после сборки мезакристалла на держатель-теплоотвод и формирования жесткого вывода. При этом уже невозможно осуществить геометрию мезакристалла с сильно развитой периферией, так как единственно возможные в данной ситуации жидкостные методы дотравливания практически не контролируемы.

Для решения этой проблемы предложено размеры и геометрию активной мезаструктуры задавать на исходной полупроводниковой пластине методами контактной фотолитографии.

На рис. 1 представлен снимок фрагмента экспериментального восьмимезового кремниевого ЛПД р+рпп+ типа 5 мм диапазона, сделанный на РЭМ, когда рабочие размеры контактов и диаметры р-п перехода заданы с помощью контактной фотолитографии на исходной полупроводниковой пластине. В этом случае использование даже самого грубого - жидкостного способа травления позволило получить 8 ► идентичных мезаструктур с единичным диаметром около 16 мкм, при

диаметре металлического контакта 24 мкм и глубине травления около 4 мкм. Суммарная площадь восьми мезаструктур 1,6-10"5 см2, что со» ответствует диаметру одномезовой структуры 45 мкм. Мезаструктуры разнесены по окружности с диаметром 90 мкм на расстоянии примерно 35 мкм друг от друга. Теоретически в данном случае обеспечивается условие теплонезависимости, так как расстояние между центрами мезаструктур 1>Ы, где с? - радиус единичной мезаструктуры. Поэтому

должно быть достигнуто снижение Л/ в л/8 ~ 2,8 раза.

а)

б)

Рис. 1. Фото фрагмента экспериментального

восьмимезового ЛПД 5 мм диапазона: а - этап травления мезаструктур на исходной полупроводниковой пластине; б - фото после монтажа мезаструктур на теплоотвод (верхний общий электрод для наглядности удален)

Для получения изображенного на рис. 1 8-ми мезового ЛПД ис пользована технологический маршрут и конструкция кристалла, изо браженная на рис. 2.

•у.шлшш'жтт

..........."■"..........................т....................Т"*т

а

\

/

\

о1

б

ш

/

е

Рис. 2. Этапы изготовления многомезового ЛПД: а - исходная пластина утоньшена со стороны подложки; б - со стороны активной структуры в окне диаметром Д сформированы рабочие контакты многомезового ЛПД, а со стороны подложки общий верхний электрод диаметром £>2", в - травление активных мезаструктур в окне Д;г- травление технологической - опорной мезаструктуры диаметром £>з, окружающей активные мезаструктуры, ограниченные диаметром описанной окружности £>4; д - монтаж кристалла на теплоотвод; е - удаление технологической опорной мезаструктуры по маске верхнего электрода Дг и формирование жесткого вывода

Реализация технологии многомезового ЛПД

В качестве объекта для опробования эффективности предлагаемых подходов реализации структур с сильно развитой периферией был выбран кремниевый ЛПД р+рпп+ типа 5 мм диапазона 2А758.

Для увеличения выходной непрерывной СВЧ мощности до уровня 1 Вт, при той же температуре перегрева (не более 200 °С) была выбрана 6-мезовая структура прибора. Эта структура, согласно формуле RT ~ . должна обеспечить снижение RT , при условии отсут-y/N

ствия теплового взаимовлияния отдельных мезаструктур не менее чем в 2,4 раза. Для обеспечения этого условия отдельные мезаструктуры было решено разнести на максимальное расстояние L> 5d, где d- диаметр отдельной мезаструктуры.

Лабораторные образцы кремниевых двухпролетных ЛПД с различной конструкцией мезаструктуры (одномезовые, двухмезовые, кольцевые и шестимезовые) были исследованы на термовизоре Agema Infrared Systems Thermovision 880 с детектором из теллурида кадмия ртути с покрытием на 8-12 мкм, работающем в ¡режиме фотопроводимости.

Максимальная температура перегрева измерялась отдельно. Отношение максимальной температуры перегрева верхнего электрода к входной электрической мощности равно значению теплового сопротивления ЛПД в данном режиме работы и шестимезовых ЛПД оно составило от 20-25 °С/Вт. Это в 2-2,4 раза меньше соответствующего значения для одномезового кремниевого ЛПД на золоченом медном теплоотводе с равной площадью р-п-перехода (около 1,8-10"5 см2), составляющего около 45-50 °С/Вт.

Снижение теплового сопротивления кремниевого двухдрейфового ЛПД 5-мм диапазона до 21 °С/Вт благодаря использованию 6-мезовой конструкции позволило производить измерения выходных характеристик при входной мощности 10 Вт и более в непрерывном режиме.

В табл. 1 приведены параметры лучших лабораторных образцов. Д2ГР.„ ~(Рвх-Рвт)Кт - перегрев р-п-перехода с учетом того, что часть входной мощности не рассеивается в виде тепла, а трансформируется в выходную мощность СВЧ, перегрев А\ТР.„=PmRr, в случае Рвых=0.

Спектральные характеристики наблюдались на спектроанализа-торе «Hewlett-Packard». На частоте 65,560734 ГГц в полосе 1 Гц при отстройке 500 кГц уровень собственных частотных шумов составил 87,94 дБ относительно несущей, на частоте 65,904504 ГГц - 65,79 дБ.

Таблица 1

Параметры шестимезовых ЛПД

г/ч» в С(0), пФ ЯГ, °С/Вт /, мА р 1 вых, мВт р 1 ген, ГГц А^Р-П, °С АгТр-п, °С кпд, %

23,7 1,4 21 200 29,3 450 65,8 124 114 7,67

240 30,27 500 65,8 152 142 6,8

270 30,85 750 62,25 176 159 7,5

290 31,44 850 65,3 191 174 8,5

300 31,75 920 65,3 200 180 9,2

325 32 1040 65,9 218 196 10

23,7 1,25 22 175 29 340 66,8 112 104 6,7

225 30,4 640 67 150 136 9,35

250 31 720 67,5 170 155 9,3

275 31,6 820 68 190 173 9,43

300 32,07 980 68,3 212 190 9,8

23,7 1,4 22 250 30,34 650 66,5 153 138 8,56

300 31,56 840 67 208 190 8,87

330 32 1000 67,5 232 210 9,5

Реализация 6-мезового Б! р+рпп4 ЛПД по предлагаемой методике позволила без использования алмазного теплоотвода выйти на на уровень выходной непрерывной СВЧ мощности 1Вт, сохранив при этом требуемый для обеспечения надежной работы прибора уровень величины перегрева р-п перехода АГр.п не более 200 °С. Как видно из табл. 1, лучший образец 6-мезового ЛПД при уровне входной электрической мощности 10,4 Вт, обеспечивал на частоте 65,9 ГГц уровень выходной непрерывной СВЧ мощности генерации 1,04 Вт, при КПД 10 % При этом температура перегрева р-п перехода, с учетом того, что часть входной мощности трансформируется в выходную СВЧ мощность и не вызывает разогрева структуры, не превышала 200 °С.

Снижение теплового сопротивления прибора за счет использования 6-мезовой конструкции в 2,4 раза до уровня 21 °С/Вт совпало с расчетным. Это позволяет в дальнейшем при конструировании мно-гомезовых ЛПД использовать соотношение расстояния между соседними мезаструктурами Ь с их диаметром а¿>5(1, как экспериментально проверенное условие минимального теплового взаимовлияния.

Впервые на примере кремниевых шестиструктурных ЛПД 5 мм диапазона удалось реализовать технологию изготовления многострук-

турных ЛПД в мм диапазоне и экспериментально показать преимущества и перспективность их использования. Экспериментально показано, что можно получать многоструктурные СВЧ-диоды мм диапазона, обладающие, без использования алмазного теплоотвода, более низким тепловым сопротивлением, чем лучшие образцы мировых производителей, использующих одноструктурные приборы на алмазном теплоотводе.

В то же время ничто не мешает объединить обе технологии и в особых случаях изготавливать многоструктурные СВЧ-диоды мм диапазона на алмазном теплоотводе, получив еще больший ресурс по мощности и надежности.

Разработанная конструкция многомезового ЛПД предполагает увеличение удельных механических нагрузок при сборке диода и работу в режиме больших плотностей входной электрической мощности. Таким образом, для увеличения процента выхода годных приборов необходима информация об упруго-напряженном состоянии и степени дефектности исходной полупроводниковой структуры.

Глава Ш. Рснтгенодифракционный контроль эпитаксиаль-ных слоев кремния

В этой главе, изложены результаты рентгенодифрактометриче-ского и рентгенотопографического исследования кремниевых структур, позволившие получить многомезовые ЛПД миллиметрового диапазона с улучшенными характеристиками.

Исходное рентгенодифрактометрическое (РД) изучение пленок кремния (РД анализ на двухкристальном спектрометре) показало отличие деформационного состояния для двух серий образцов: "Элма" и "Орион". Напряжения как в слоях, так и в подложке для образца из серии "Орион" меньше, чем у образца из серии "Элма". Рентгеното-пографическое (РТГ) исследование различных образцов из партий "Элма" и "Орион" проводилось методом двухкристальной рентгеновской топографии.Образцы серии "Элма" оказались практически бездислокационными, имеющими однако значительное число микродефектов кластерного типа, зафиксированных на топограммах в виде штрихов. Образцы серии "Орион" оказались дислокационными, со степенью дислокаций 104см"2.

Для исследования кластеров точечных дефектов был использован метод трехкристальной рентгеновской дифрактометрии, реализованный на базе стандартного дифрактометра ДР0Н-УМ1 с некоторой модернизацией гониометра ГУР-8 и с использованием специальной

приставки, позволяющей установить на прибор третий кристалл-анализатор. Для всех исследованных образцов плотность микродефектов не более чем 105-106 см'2. Установлена таким образом верхняя грань плотности микродефектов.

В последнем разделе этой главы исследована связь структурных параметров с процентом выхода и качеством многомезовых кремниевых ЛПД миллиметрового диапазона. Для этого были определены градиент деформацииАе/ А, величина деформации Де и толщина пленки А для ряда образцов. Результаты расчета этих величин по РД данным представлены в табл. 2.

Таблица 2

Значения величин Де/А, е0 и А для различных типов структур ЛПД и процент выхода годных приборов на операциях сборка и испытание (электротермотренировка)

Образцы № партии Де/А, КГ4 мкм"1 е0, Ю"4 А, мкм Процент выхода годных приборов

после сборки после испытаний

1 + + р пп -33,9 -12,0 0,35 48 23

-34,4 -11,9 0,35 50 18

2 + + р пп -26,13 -14,4 0,55 34 60

-25,9 -14,0 0,54 36 57

3 р рпп -65,2 -9,78 0,15 73 23

-96,4 -9,64 0,10 74 20

В табл. 2 также приведены результаты по проценту выхода годных 8-структурных ЛПД р+пп+ и р+рпп+ типа с разными значениями Де/А, е0 и А на операциях сборка и электротермотренировка. Образцы с большими значениями деформации в р+ слое дают меньший процент выхода на операции сборка. Образцы с большим значением градиента деформации дают меньший процент выхода годных на операции электротермотренировка. Таким образом, использованный РД метод показал корреляцию между величиной деформации и ее градиентом и процентом выхода годных приборов.

Основные результаты диссертации сводятся к следующему:

1 Реализация 6-мезового р'рпп4 ЛПД позволила выйти на уровень выходной непрерывной СВЧ мощности 1Вт, при требуемом для обеспечения надежной работы прибора уровне величины перегрева р-п перехода ДГР.П не более 200 °С.

2. Снижение теплового сопротивления прибора за счет использования 6-мезовой конструкции в 2,4 раза до уровня 21 °С/Вт совпало с расчетным. Это позволяет в дальнейшем при конструировании многомезовых ЛПД использовать соотношение расстояния между соседними мезаструктурами Ь с их диаметром ¿1, Ь>5с1. как экспериментально проверенное условие минимального теплового взаимовлияния.

3 Впервые на примере кремниевых шестимезовых ЛПД 5 мм «

диапазона удалось реализовать технологию изготовления многомезо-вых ЛПД в мм диапазоне и экспериментально показать преимущества и перспективность их использования. |

4. Экспериментально показано, что можно получать многомезо-вые СВЧ-диоды мм диапазона, обладающие, без использования алмазного тешюотвода, более низким тепловым сопротивлением, чем лучшие серийные образцы мировых производителей, использующих одно-структурные приборы на алмазном теплоотводе. В то же время ничто не мешает объединить обе технологии и в особых случаях изготавливать многоструктурные СВЧ-диоды мм диапазона на алмазном теплоотводе, получив еще больший ресурс по мощности и надежности.

5. При изготовлении многомезовых ЛПД получена связь между величиной деформации и ее градиентом в кремниевых структурах и процентом выхода годных приборов. На операции сборка образцы с большими значениями деформации в р+ слое дают меньший процент 1 выхода. На операции электротермотренировка образцы с большим значением градиента деформации дают меньший процент выхода годных. В итоге, результаты использованного РД метода анализа позво- ' лили с одной стороны, скорректировать конструктивные размеры монтируемых при сборке прибора кристаллов, с другой стороны привели к определенным технологическим требованиям к классу поверхности теплоотвода. В результате удалось осуществить характеристики многомезовых ЛПД миллиметрового диапазона, при большей надежности работы приборов и большем их проценте выхода.

Основные результаты диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Ташилов A.C., Щухостанов А.К. Полупроводниковый СВЧ диод //ал. №1565314 15.01.90 г.

2. Ташилов A.C., Шекихачев A.M., Шухостанов А.К. Составные двухмезовые кремниевые лавинно-пролетные диоды 4-мм диапазона длин волн Н Электронная техника. - Сер. Электроника СВЧ. - 1990. -Вып. 8(432). - С.27-29.

3. Шухостанов А.К., Ташилов A.C. Импульсные ЛПД 3-санги-метрового диапазона с горизонтальной структурой // Электронная промышленность. - 1991. - №6. - С. 78-80.

4. Шухостанов А.К., Ташилов A.C. Успехи в конструировании мощных кремниевых лавинно-пролетных диодов миллиметрового диапазона// Электронная промышленность. - 1992. -№ 6 -С 53-56

5. Ташилов A.C., Барашев М.Н., Хапачев Ю.П. Связь структурных параметров с процентом выхода и качеством многомезовых кремниевых лавинно-пролетных диодов миллиметрового диапазона // Электронный журнал. "Исследовано в России". - 2004. - Т 168. - С. 1808-1814. http://zhurnal.ape.relern.ru/articles/2004/168.pdf

6. Ташилов A.C., Барашев М.Н., Багов А.Н., Хапачев Ю.П. Структурные параметры и качество многомезовых кремниевых ла-винно-пролетных диодов // Материалы И Украинской научной конференции по физике полупроводников (УНКФП-2) с участием зарубежных ученых. - Черновцы: Рута, 2004. - Т.2. - С. 563.

7. Ташилов A.C., Багов А.Н., Динаев Ю.А., Хапачев Ю.П. Влияние деформации и ее градиента на технические характеристики кремниевых лавинно-пролетных диодов // Вестник КБГУ. Сер. Физические науки. - Нальчик: Каб.-Балк. ун-т, 2004. - Вып. 9. - С. 50-51,

8. Yu.P. Khapachev, Dyshekov A.A., Tashilov A.S., Barashev M.N. The new approaches in a process engineering high power microwaves diodes millimeter wave band // Journal of Guangdong Non-Ferrous Metals. 2005. Vol.15. N2, N3. P.545-547. Selected Proceedings of the 8th Shinao-Russia Simposium on New Materials and technologies.

9. Дышеков A.A., Ташилов A.C., Барашев М.Н., Багов А.Н. Проблемы в технологии особо мощных СВЧ диодов миллиметрового диапазона // Актуальные вопросы современного естествознания. -Нальчик: Каб.-Балк. ун-т, 2005. - Вып. 3. - С. 68-71.

10. Ташилов A.C. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2004132118. "Способ изготовления СВЧ мезадиодов"

В печать 16.05.06. Тираж 100 экз. Заказ № 4819. Типография КБГУ 360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173.

Зоовр HAU

mi 142т

1

I

1

i

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ 9 ТЕПЛОВЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ УРОВНЯ ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ ГЕНЕРАТОРНЫХ СВЧ ДИОДОВ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

1.1. Введение

1.2. Проблема тепловых ограничений мощности

1.3. ЛПД с алмазным теплоотводом

1.4. Структуры с развитой периферией

1.5. Влияние структурных параметров материала на технические 35 характеристики приборов

ГЛАВА II. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ 40 ОТВОДА ТЕПЛА МОЩНЫХ СВЧ МЕЗАДИОДОВ

2.1. Введение

2.2. Минимизация высоты мезакристалла

2.3. Двухмезовый ЛПД 4 мм диапазона

2.4. Новые подходы в технологии изготовления ЛПД с развитой 50 периферией активной структуры

2.5. Реализация технологии многомезового ЛПД

ГЛАВА III. РЕНТГЕНОДИФРАКЦИОННЫЙ 71 КОНТРОЛЬЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ КРЕМНИЯ

3.1. Введение

3.2. Исходное рентгенодифрактометрическое изучение пленок 72 кремния

3.3. Рентгенотопографическое исследование пленок и пластин 80 кремния

3.4. Исследование пленок кремния методом трехкристальной рентгеновской дифрактометрии

3.5. Связь структурных параметров с процентом выхода и качеством многомезовых кремниевых ЛПД миллиметрового диапазона

мом уровне температуры перегрева обеспечить больший уровень входной электрической мощности. Сказанным определяется актуальность работы.

Цель работы.

Найти конструкцию мезакристалла, позволяющую задавать на исходной пластине рабочую геометрию активной структуры для работы в миллиметровом диапазоне и обеспечить соответствующую технологию, позволяющую манипулировать и монтировать этот мезакристалл на теплоотвод.

Научная новизна.

Научная новизна определяется методами и подходами решения проблемы.

Во-первых, реализован интеграционный принцип, позволяющий объединить в конструкции кристалла функции инструмента и оснастки. Имеется ввиду следующее. Активные элементы кристалла с рабочей геометрией объединены с помощью соединений с технологическими элементами, выполняющими функцию инструмента и оснастки, которые после монтажа на теплоотвод удаляются. При этом активные элементы кристалла и их рабочая геометрия сохраняются. Существенно, что все перечисленные конструктивно-технологические элементы выполнены из материала активной структуры в монолите.

Для решения технологической части задачи осуществляются следующие пункты. Исследовано структурное совершенство материала активных элементов и выявлена связь между упруго-напряженным состоянием активной структуры и процентом выхода годных приборов. Максимально ужесточены требования к классу шероховатости поверхности теплоотвода.

Решение поставленных задач является принципиально новым, поскольку все известные способы изготовления данных приборов предполагают формирование рабочих размеров активной структуры уже после монтажа на теплоотвод, когда невозможно обеспечить конфигурацию кристалла с сильно развитой периферией контакта активной структуры к теплоотводу.

Научная и практическая значимость.

Сведения за 2003-2005 гг., опубликованные ведущей в данной области фирмой NEC (www.datasheetarchive.com), показывают, что для кремниевых серийно выпускаемых ЛПД мм диапазона уровень теплового сопротивления, достигнутого с использованием алмазного теплоотвода, лежит в пределах от

• 30°С/Вт в 8 мм диапазоне до 80°С/Вт в 3 мм диапазоне. Соответствующие уровни выходной мощности СВЧ генерации от 0,8 Вт в 8 мм диапазоне до 0,06 Вт в 3 мм диапазоне.

J В диссертации для кремниевых ЛПД 5 мм диапазона получено снижение теплового сопротивления без использования алмазного теплоотвода до уровня 20-25° С/Вт, что обеспечивает возможность входного уровня непрерывной электрической мощности порядка 10 Вт и выходной непрерывной СВЧ мощности около 1 Вт.

Таким образом, полученный результат существенно превосходит характеристики современных серийно выпускаемых приборов.

Главные защищаемые положения.

1. Конструкция шестимезового лавинно-пролетного диода 5 миллиметрового диапазона с реализованным уровнем выходной непрерывной мощности 1 Вт при температуре перегрева р-n перехода 200° С.

2. Технология сборки многомезовых ЛПД миллиметрового диапазона, в которой монтаж кристалла производится на теплоотвод с классом шероховатости поверхности не хуже класса рабочей поверхности исходной полупро

ВОДНИКОВОЙ Структуры.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации были доложены и обсуждались на следующих конференциях, совещаниях и семинарах.

1. V научно-техническая конференция "Аналитические методы исследования материалов и изделий микроэлектроники. М., ЦНИИ "Электроника". 1989 г.

2. II Межреспубликанский семинар "Современные методы и аппаратура рентгеновских дифрактометрических исследований материалов в особых условиях". Киев. 1991 г.

3. VI Всесоюзная конференция "Аналитические методы исследования материалов и изделий микроэлектроники". Кишинев. 1991 г.

4. III Всесоюзная конференция "Физические основы надежности и деградации полупроводниковых приборов". Кишинев. 1991 г.

5. II Украинская научная конференция по физике полупроводников с участием зарубежных ученых. Материалы конференции. Черновцы: Рута. 2004 г.

6. VIII Sino-Russian International Simposium on new materials and technologies "New Materials and Technologies". China. 2005 r.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 10 работ [5-14], в том числе два изобретения: одно защищено авторским свидетельством, и одно решение о выдаче патента. Список публикаций приводится в конце автореферата.

Личный вклад автора.

Автор принимал участие во всех экспериментах по исследованию выходных СВЧ параметров, тепловых и структурных характеристик. Лично осуществил расчет топологии и параметров конструкции мезакристалла, осуществил сборку всех экспериментальных образцов многомезовых ЛПД. Кроме того автору принадлежит идея использования технологической опорной мезаструкту-ры и монтажа многомезового кристалла на теплоотвод с классом шероховатости поверхности не хуже класса рабочей поверхности исходной полупроводниковой структуры.

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и основных результатов, изложенных на 115 страницах текста, включающих 44 рисунка, 9 таблиц. В конце диссертации приведен список литературы из 113 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Основные результаты диссертации сводятся к следующему. Реализация 6-мезового 81 р+рпп+ ЛПД позволила выйти на уровень выходной непрерывной СВЧ мощности 1Вт, при требуемом для обеспечения надежной работы прибора уровне величины перегрева р-п перехода АГр.,, не более 200 °С.

Снижение теплового сопротивления прибора за счет использования 6-мезовой конструкции в 2,4 раза до уровня 21 °С/Вт совпало с расчетным. Это позволяет в дальнейшем при конструировании многомезовых ЛПД использовать соотношение расстояния между соседними мезаструктурами Ь с их диаметром Ь>5с1, как экспериментально проверенное условие ми- • нимального теплового взаимовлияния.

Впервые на примере кремниевых шестимезовых ЛПД 5 мм диапазона удалось реализовать технологию изготовления многомезовых ЛПД в мм диапазоне и экспериментально показать преимущества и перспективность их использования.

Экспериментально показано, что можно получать многомезовые СВЧ-диоды мм диапазона, обладающие, без использования алмазного теплоот-вода, более низким тепловым сопротивлением, чем лучшие серийные образцы мировых производителей, использующих одноструктурные приборы на алмазном теплоотводе. В то же время ничто не мешает объединить обе технологии и в особых случаях изготавливать многоструктурные СВЧ-диоды мм диапазона на алмазном теплоотводе, получив еще больший ресурс по мощности и надежности.

При изготовлении многомезовых ЛПД получена связь между величиной деформации и ее градиентом в кремниевых структурах и процентом выхода годных приборов. На операции сборка образцы с большими значениями деформации в р+ слое дают меньший процент выхода. На операции элек-тротермотренировка образцы с большим значением градиента деформации дают меньший процент выхода годных. В итоге, результаты использованного РД метода анализа позволили с одной стороны, скорректировать конструктивные размеры монтируемых при сборке прибора кристаллов, с другой стороны привели к определенным технологическим требованиям к классу поверхности теплоотвода. В результате удалось осуществить характеристики многомезовых ЛПД миллиметрового диапазона, при большем их проценте выхода.

В заключение следует отметить. Предлагаемые новые подходы в технологии изготовления особо мощных СВЧ диодов мм. диапазона исключают слабо контролируемые процессы жидкостного дотравливания рабочей площади активного перехода. Представляет большой практический интерес внедрение данной технологии для серийного производства особо мощных и особо надежных генераторных и усилительных СВЧ-диодов мм диапазона. Использование таких приборов позволит значительно расширить возможности наземных и космических радарных, коммуникационных и радиометрических систем мм диапазона.

1. Гассанов Л.Г., Липатов A.A., Марков В.В., Могильченоко H.A. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи. М.: Радио и связь, 1988. 288 с.

2. Зи С.Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир. 1984. Т.2. 456 с.

3. Тагер A.C. Предельные параметры полупроводниковых СВЧ приборов и их связь с характеристиками полупроводникового материала (обзор). // Известия Вузов СССР Радиоэлектроника. 1979. Т.22. № 10. С.5-16.

4. Тагер A.C. Перспективные направления полупроводниковой электроники СВЧ. //Литовский физический сборник 1982. T.XXI. №4. С.22-42.

5. Шухостанов А.К., Ташилов A.C. Экспериментальное исследование тепловых свойств 2, 3 мезовых и кольцевых ЛПД мм диапазона.// Сб. докл. 12 Всесоюз. конф. по тверд, электронике СВЧ. Киев: 1990.С.86.

6. Ташилов A.C., Шекихачев A.M., Шухостанов А.К. Составные двухмезо-вые кремниевые лавинно-пролетные диоды 4-мм диапазона длин волн. // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. 1990. Вып. 8(432), С.27-29.

7. Шухостанов А.К., Ташилов A.C. Импульсные ЛПД 3-сантиметровго диапазона с горизонтальной структурой. // Электронная промышленность. 1991. №6. С.78-80.

8. Шухостанов А.К., Ташилов A.C. Успехи в конструировании мощных кремниевых лавинно-пролетных диодов миллиметрового диапазона. // Электронная промышленность. 1992. № 6. С.53-56.

9. Ташилов А.С., Багов А.Н., Динаев Ю.А., Хапачев Ю.П. Влияние деформации и ее градиента на технические характеристики кремниевых ла-винно-пролетных диодов. // Вестник Каб.-Балк. гос. университета. Сер. Физические науки. Нальчик. 2004. Вып.9. С.50-51.

10. Дышеков А.А., Ташилов A.C., Барашев M.H., Багов A.H. Проблемы в технологии особо мощных СВЧ диодов миллиметрового диапазона. // Актуальные вопросы современного естествознания. Изд-во Каб.-Балк. ГУ. Нальчик. 2005. Вып.З. С.68-71.

11. Ташилов А.С. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2004132118. "Способ изготовления СВЧ мезадиодов".

12. Каталог фирмы NEC 2003 2005 гг. www.datasheetarchive.com/datasheet/pdf/3633.html.

13. Генкин В.И., Грачева Т.Г., Калякина Т.М. и др. Наивысшие параметры основных классов изделий электронной техники, достигнутые к 1988 г. // Зарубежная электронная техника. 1988. Вып. 7.

14. Heitzman М., Boudot В. New progress in the development of a 94 GHZ pretuned module silicon impatt diode. // IEEE Trans. 1983. V.ED-30. No 7.

15. Мощные IMPATT диоды для систем связи между спутниками. // Экспресс-информация. ЦНИИ Электроника. 1984. Вып. 249(3519) от 17.12.1984 г.

16. Yuan L., Melloch М. R, Cooper J. A., and Webb К. J. Silicon Carbide IMPATT Oscillators for High-Power Microwave and Millimeter-Wave

17. Generation. // IEEE/Cornell Conference on Advanced Concepts in High Speed Semiconductor Devices and Circuits, Ithaca, NY, August 7-9, 2000.

18. Байтч A.T. Алмазные теплоотводы для твердотельных приборов. // Зарубежная радиоэлектроника. 1971. № 6. С. 142-147.

19. Снегирев В.П., Юхин А.Ф. и др. Лавинно-пролетный диод миллиметрового диапазона длин волн с алмазным теплоотводом. // Электронная техника. Серия 1. Электроника СВЧ. Вып. 5(389). 1986. С.41-46.

20. Данюшевский Ю.З. Тепловые ограничения мощности ЛПД и некоторые пути их преодоления. // Теплообмен в электронных приборах. Межвузовский научный сборник. Вып. 4. 1976. С.3-15.

21. Бауэре. СВЧ усилители на лавинно-пролетных диодах. // Электроника. №12. 1972.

22. Маломощный широкополосный неохлаждаемый предусилитель. // AIAA Paper. № 419. 1970 (перевод ЭТ-8217).

23. Характеристики электронных генераторов на ЛПД и диодах Ганна и их использование в СВЧ системах. // Microwave Journal, т. 13. № 7. 1970. С.37-42.

24. Шредер, Хаддад Г.Л. Влияние температуры на свойства IMPATT-диода. //ТИИЭР№8. 1971.

25. Michel J. et al. Разработка лавинных диодов. // Acta Electrónica. 1969. т. 12. № 3. С. 255-273.

26. Мартиросов Н.М. О лавинно-тепловом пробое р-п перехода. // Физика и техника полупроводников. 1967. Т. 1. С.1075.

27. Yomaguchi М., Ohmori М. Перепад температуры в кремниевых р-п переходах ЛПД. // Review of the Electrical Communication Lab. 1971. V.19. №9-10.

28. Berman R. Алмазы в роли теплоотвода. // Electronic Engineering. 1970. V. 42. №510. P.43-45.

29. Вавилов B.C, Конорова Е.А. Алмазы в электронике. // Вестник АН СССР. 1973. №8.

30. Алмаз как теплоотводящий материал: Информация. // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1972. Вып. 9. С. 133.

31. Блейвас И. М., Жбанов А. И., Кошелев В. С., Шевцов В. Н. Универсальная программа решения двухмерной стационарной задачи теплопроводности для узлов электронных приборов. // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ! 1980. Вып. 12(324). С. 61.

32. Тагер А. С, Вальд-Перлов В. М. Лавинно-пролетные диоды и их применение в технике СВЧ. М.: Советское радио. 1968.

33. Haitz R. Н., Stover Н. L., Tolar N. J. A method for heatflow resistance measurements in avalanche diodes.// IEEE Trans. Electron Devices. Vol. 16. May 1969. P. 438-444.

34. Heitz R. H. Неоднородная тепловая проводимость в СВЧ-генераторах на ЛПД. // IEEE Trans, on ED. 1968. V.15. № 6. P.350-361.

35. Gibbons G., Misawa Т. Распределение температуры и тока вр-п переходе при лавинном пробое. // Solid St. Elect. 1968. V.l 1. №11. P.1007-1014.

36. Дульнев Г. H., Семяшкин Э. М. Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах. // Л. Энергия. 1968.

37. Garlinger Е. D., Stover Н. L. Тепловое сопротивление диода с кольцевой геометрией. // IEEE Trans, on ED. 1970. V. ЕД-17. P.482-484.

38. Мариначчо Л.П. Лавинно-пролетные генераторные диоды кольцевой геометрии. // ТИИЭР. 1968. т. 56. №7.

39. Кулаков М. В., Макаров Б. Н. Измерение температуры поверхности твердых тел. // М. Энергия. 1969.

40. Ярышев И. А. Влияние отвода тепла по датчику на точность измерения температуры поверхности. // Изв. ВУЗов. Приборостроение. 1963. Т.6. №1.

41. Мариначчо Л.П. Составные IMPATT-диоды, генерирующие на частоте 110 GHz.//ТИИЭР. 1971. Т.59. № 1.С.101-102.

42. Misawa Т. and Marinaccio L. P. 100 GHz Si IMPATT diodes for (0,1 Watt) CW operations. // Представлен на симпозиуме по субмиллиметровым волнам, Нью-Йорк, март 1970.

43. Edwards R., Ciccolella D. F., Misawa Т., Iglesias D E., and Decker V. Millimeter wave silicon IMPATT devices. // представлен на ежегодной конференции по электронике ИИЭР, Вашингтон, 29 октября 1969.

44. Swan С. В., Misawa Т., and Marinaccio L. P. Composite avalanche diode structures for increased power capability. // IEEE Trans. Electron Devices, vol. ED-14. pp. 584-589. September 1967.

45. Haitz R. H. Nonuniform thermal conductance in avalanche microwave oscillators. // IEEE Trans. Electron Device, vol. ED-15, pp. 350-361. June 1968.

46. В. C. De Loach. Jr. Thin skin IMPATTS. // IEEE Trans. Microwave Theory Tech (Correspondence). Vol. MTT-18. pp. 72-74. January 1970.

47. Алферов Ж.И. Гетероструктуры и их применение в оптоэлектронике. // Вестник АН СССР.1976.Вып.7.С.28-40.

48. Валиев К.А. Микроэлектроника и пути развития. М. Наука, 1986. 142 с.

49. Мильвидский М.Г. Полупроводниковые материалы в современной электронике. М.: Наука, 1986. 144 с.

50. Алферов Ж.И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур //ФТП. 1998, Т.32.№1. С.3-18.

51. Мильвидский М.Г., Освенский В.Б. Закономерности дефектообразова-ния в гетероэпитаксиальных структурах соединений А3В5 для оптоэлек-троники // Кристаллография. 1977. Т.22. Вып.2. С.431-447.

52. Броудай И., Мерей Дж. Физические основы микротехнологии: Пер. с англ. М.: Мир, 1985. 494 с.

53. Суэмацу Я., Араи С. Интегрально-оптический подход к разработке перспективных полупроводниковых лазеров // ТИИЭР. 1987. Т.75. №11. С. 38-55.

54. Форрест С.Р. Оптоэлектронные интегральные схемы // ТИИЭР. 1987. Т.75. №11. С. 55-65.

55. Тхорик Ю.А., Хазан JI.C. Пластическая деформация и дислокации несоответствия в гетероэпитаксиальных системах. Киев.: Наукова думка, 1983. 304 с.

56. Чернов А.А. Процессы кристаллизации // Современная кристаллография. М.: Наука, 1980. Т.З. С.7-232.

57. Kavanagh K.L., Capano М.А., Hobbs L.W. Asymmetrical in dislocation densities, surface morphology? and strain of GalnAs/GaAs singl heterolayers// J. Appl. Phys. 1988. V.64. N 10. P. 4843-4852.

58. Хапачев Ю.П., Чуховский Ф.Н. Развитие рентгенодифрактометрическо-го метода определения деформаций, напряжений и несоответствия в ге-тероструктурах. // Методы структурного анализа. М.: Наука. 1989. С. 188-204.

59. Хапачев Ю.П., Чуховский Ф.Н. Деформации и напряжения в многослойных эпитаксиальных кристаллических структурах. Рентгенодиф-ракционные методы их определения. // Кристаллография. 1989. Т.34. Вып.З. С. 776-800.

60. Chukhovskii F.N., Khapachev Yu.P. X-Ray Diffraction Methods for Determination of Stresses and Strains in Multilayer Monocrystal Films. // Crystallography Reviews. 1993.V.3. P.257-328.

61. Устинов В.М., Захаров Б.Г. Макронапряжения в эпитаксиальных структурах на основе соединений АШВУ // Обзоры по электронной технике. Сер. 6. Материалы. 1977. Вып. 4 (492). 34 с.

62. Ishida К., Matsui J., Kamejima Т., Sakuma I. X-ray Study of AlGaAs Epitaxial Layers, //phys. stat. sol. (a). 1975. V.31. N 1. P.255-262.

63. Cohen B.G., Focht M.W. X-Ray measurement of Elastic strain and annealing in Semicinductors. // Solid state Electronics. 1970. V. 13. N 1. P. 105-112.

64. Арсентьев И.Н, Берт H.A., Конников С.Г., Уманский В.Е. Определение упругих напряжений в гетероструктурах методом широкорасходящегося пучка рентгеновских лучей. // ФТП. 1980. Т.14. Вып. 1. С.96 -100.

65. Олсен Г.Х., Эттенберг М. Особенности получения гетероэпитаксиаль-ных структур AnIBv. // Рост кристаллов. М.: Мир, 1981. Вып. 2. С. 9-79.

66. Segmuller A. Characterization of Epitaxial Films by X-Ray Diffraction. // Advances in X-Ray Analysis. New-York and London: Plenum Press, 1986. V.29. P.352.

67. Ortner B. Simultaneous Determination of the Lattice Constant and Elastic Strain in Cubic Single Crystal. //Advances in X-Ray Analysis. New-York and London: Plenum Press, 1986. V. 29. P. 387.

68. Osbourn G.C. Electeonic structure of GaAsP/GaP strained-layer superlattices with X<0,5. // J. Vac. Sci. Technol. 1982. V.21. N 2. P.469-472.

69. Matthews J.W., Blakeslee A.E. Defects in Epitaxial Multilayers. // J. of Cryst. Growth. 1974. V.27. N l.P.l 18-125.

70. Bean J.C., Feldman L.C., Fiory A.T. et al. GexSiix/Si strained-layer superlattice grown by molecular beam epitaxy // J. Vac. Sci. Technol. 1984. V.A2. P.436-438.

71. Елюхин B.A., Сорокина Л.П. Энергия внутренней деформации и возможность упорядочения в твердых растворах A/Bi./C5. // Доклады АН СССР. 1986. Т.287. № 6. С. 1384-1386.

72. Eisele Н., Haddad GI. Enhamced Performance in GaAs TUNNETT Diode Oscillators Above 100 GHz Through Diamond Heat Sinking and Power Combining. // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1994. MTT-42(12). P. 2498-2503.

73. Eisele H. Selective Etching Technology for 94 GHz GaAs IMPATT Diodes on Diamond Heat Sinks. // Solid-State Electronics. 1989. 32(3). P.253-257.

74. Eisele H., Haddad G I. GaAs TUNNETT Diodes on Diamond Heat Sinks for 100 GHz and Above. // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1995. MTT-43(1) P. 210-213.

75. Eisele H., Haddad G. I. Two-Terminal Millimeter-Wave Sources. // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1998. MTT-46(6). P. 739-746.

76. Хрусталев A.B., Захаров А.П. Влияние схемы параллельного соединения мезаструктур на возбуждение двухэлементного ЛПД. // Электронная техника. Серия 2. Полупроводниковые приборы. 1980. Вып. 4(139). С. 13-19.

77. Наливайко Б.А., Берлин А.С., Башков В.Г. и др. Полупроводниковые приборы. Сверхвысокочастотные диоды. Справочник. Под ред. Наливайко Б.А. // Томск. 1992. 223 с.

78. Kramer N. В. Solid state technology for millimeter waves. // Microwave J. 1978. V. 21. No 8. P. 57-61.

79. Кейси X., Паниш M. Лазеры на гетероструктурах. Т.2. Материалы. Рабочие характеристики. М.: Мир, 1981. 365 с.

80. Кузнецов Г.Ф., Семилетов С.А. Дифракционные методы неразрушаю-щего контроля реальной структуры эпитаксиальных пленок в микроэлектронике. //ЦНИИ "Электроника". 1975. С.94.

81. Гинье А. Рентгенография кристаллов. М.: ГИФМЛ, 1961. - 420 с.

82. Боуэн Д.К., Таннер Б.К. Высокоразрешающая рентгеновская дифракто-метрия. Ст.-Пб.: Наука, 2002 - 275 с.

83. Бессолов В.Н., Именков А.Н., Конников С.Г. и др. Квантовая эффективность пластически деформированных варизонных Gai.xAlxP // ФТП. 1983. Т.13. Вып. 12. С.2173-2176.

84. Уманский В.Е., Конников С.Г., Гарбузов Д.З. и др. Влияние несоответствия постоянных решетки на квантовый выход излучательной рекомбинации гетероструктур // ФТП. 1982. Т. 16. Вып. 8. С. 1496-1499.

85. Konnikov S.G et al. The Influence of Lattice Mismatch upon Deffects Generation and Luminescent Characteristics of Heterostructures in the GaP® InP System // Cryst. Research and Technol. 1981. V. 16. N 2. P. 169-174.

86. Klokholm E. et al. Epitaxial strains and fracture in garnet films // Magnetism and Magnetic Materials. 1971. AIP Conf. Proc. 5. American Institute of

87. Physics. N.-Y. 1972. Part 1. P.l05-109.

88. Берт H.A., Гореленок A.T., Конников С.Г. и др. Экспериментальное определение различия коэффициентов термического расширения в гетеро-структурах // ЖТФ. 1981. Т.51. Вып.8. С.1018 -1020.

89. Konnikov S.G, Umansky V.E. Energy Band-Gap in Elastic-strained• Heteroepitaxial Layers // Cryst. Res. Technol. 1985. V.20. N 10. P. 13811386.

90. Елюхин B.A., Кочарян B.P., Портной В.Л. Рывкин Б.С.Особенности генерации когерентного излучения в гетероструктурах с плавным волновым слоем // Письма в ЖТФ. 1980. Т.6. Вып.4. С.244-246.

91. Ахмедов Д., Бежан Н.П., Берт Н.А. Влияние внутренних деформаций на поляризацию излучения в гетеролазерных структурах In-InGaAsP // Письма в ЖТФ. 1980. Т.6. Вып. 12. С.705-708.

92. Брагинская Б.Г., Елюхин В.А. Кучинский В.И. и др. Особенности поляризации когерентного излучения, генерируемого в многослойных гетероструктурах//ЖТФ. 1983. Т.53. №9. С. 1843-1845.

93. Хапачев Ю.П., Дышеков А.А., Чуховский Ф.Н., Филипченко В.Я. Рент-генодифракционный способ определения деформаций // А.С. №1311398.

94. Зарегистрировано 15.01.1987.

95. Хапачев Ю.П., Дышеков А.А., Галушко М.А., Чуховский Ф.Н. Рентге-нодифракционный способ определения деформаций // А.С. №146480. Зарегистрировано 8.11.1988.

96. Дышеков A.A., Хапачев Ю.П. Рентгенодифрактометрическое определение упругих напряжений и несоответствия в многослойных эпитакси-альных пленках // Металлофизика. 1986. Т.8. №6 С. 15-22.

97. Афанасьев A.M., Александров П.А., Имамов P.M. Рентгеновская структурная диагностика в исследовании приповерхностных слоев монокристаллов. М.: Наука, 1986. -95 с.

98. Петрашень П.В. Рентгеновское диффузное рассеяние в кристаллах со слоистой неоднородностью. I. Уравнения для амплитуд // Металлофизика. 1986. Т.8. №1. С.35-43.

99. Петрашень П.В., Чуховский Ф.Н. II. Анализ распределения интенсивно-стей // Металлофизика. 1986. Т.8. №3. С.45-51.

100. Петрашень П.В., Разумовский А.Ю. Положительное решение на изобретение №3940493 от 11.06.86.

101. Анализ поверхности методами Оже-рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Под редакцией Д. Бриггса и М.П. Сиха. М: Мир, 1987.-432 с.

102. Электронная и ионная спектроскопия твердых тел. Под редакцией JI. Фирменса.-М.: Мир, 1981.-352 с.

103. Хапачев Ю.П., Шухостанов А.К., Дышеков A.A., Барашев М.Н., Орано-ва Т.И. Рентгенодифракционный способ определения характеристик эпитаксиальных структур. // A.C. №1526383. Зарегистрировано 01.09.1989.

104. Лидер В.В., Чуховский Ф.Н., Хапачев Ю.П., Барашев М.Н. Рентгенодифрактометрическое исследование нарушенных приповерхностныхслоев Si(lll) и InGaP/GaAs(l 11) на основе модели постоянного градиента деформации // ФТТ. 1989. Т.31. Вып.4. С.74-81.

105. Бушуев В.А., Хапачев Ю.П., Лидер В.В. Исследование поверхностной неоднородности деформации в эпитаксиальной структуре Ini.ÄJVO 1 l)GaAs // Письма в ЖТФ. 1993. Т. 19. Вып. 23. С.74-78.

106. Отчет о НИР. № ГР-01.88.0090371. Разработка специальных рентгено-дифракционных методик контроля ЛПД // Ю.П. Хапачев, Т.И. Оранова, А.Н. Багов, A.A. Дышеков. Нальчик. КБГУ. 1988.

107. Кютт Р.Н., Улин В.П., Дышеков A.A., Хапачев Ю.П. Идентификация гексагональной фазы в эпитаксиальной системе GaP/Zn(Mg)S // ЖТФ. 1996. Т.66. Вып. 12. С.39-47.

108. Кютт Р.Н., Елюхин В.А., Хапачев Ю.П. Рентгенодифрактометрическое исследование гексагональной модификации GaP // Поверхность. 2001. №6. С.12-15.

109. Галушко М.А., Дышеков A.A., Хапачев Ю.П. Влияние пластической деформации подложки на профиль напряжений и критическую толщину эпитаксиальной пленки // Металлофизика. 1993. Т.15. №5. С.71-79.

110. Молодкин В.Б., Низкова А.И., Шпак А.П. и др. Дифрактометрия нано-размерных дефектов и гетерослоев кристаллов. Киев: Академпериоди-ка, 2005. - 364 с.