автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Низкотемпературныая технология получения эпитаксиальных структур карбид кремния на изоляторе на основе композиции "SiC-AlN"

?гз о л

. 9 июл 1Я97

На правах рукописи

Костромип Сергей Викторович

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНЬЕХ СТРУКТУР КАРБИД КРЕМНИЯ НА ИЗОЛЯТОРЕ НА ОСНОВЕ КОМПОЗИЦИИ \SiC-AlN"

Специальность: 05.27.06 - Технология полупроводников и

материалов электронной техники

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Сапкг-Петербург -1997

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете

Научный руководитель -

кандидат физ.-мат. наук, доцент Лучинин В.В.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Бубнов Ю. 3. кандидат физико-математических наук Иванов Е.Г.

Ведущая организация - Российский научно исследовательский институт "Электронстандарт"

Защита состоится

.. 2А» иЮнф 1997 г. в УН * часов на заседании диссертационного совета К 063.36.10 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " НА9 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Семенов Н.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. По существующим прогнозам развития материалов электронной техники ведущая роль на ближайшее десятилетие, безусловно, сохранится за кремнием. Однако, возможности последнего в определенном плане ограничены температурными условиями эксплуатации приборов на его основе. С развитием "экстремальной электроники" в последнее время наблюдается оживление разработок в области промышленного освоения карбида кремния (SiC). Интерес к SiC вызван сочетанием в данном материале ряда ценных качеств: широкая запрещенная зона, высокая теплопроводность, химическая и радиационная стойкость, что делает перспективным создание приборов, работающих в экстремальных условиях эксплуатации. Применение нитрида алюминия (A1N) в качестве материала для изоляции элементов в структурах на основе SiC вызвано хорошим кристаллохимическим соответствием и технологической совместимостью SiC и A1N. Кроме того, композиция на основе "SiC-AIN", нанесенная на инородную подложку из кремния или сапфира, частично решает проблему ограниченной площади кристаллических подложек SiC и их высокой стоимости.

Определенные ограничения на пути широкого использования гетероэпитаксиальных структур "SiC на инородной подложке" связаны с высокими температурами осаждения SiC классическим сублимационным способом, нестандартным исполнением и достаточно высокой стоимостью аппаратуры для газофазного осаждения SiC. Поэтому рассматривая современное состояние исследований в области эпитаксии SiC и A1N, следует отметить возросший интерес к различным вариантам ионно-химического осаждения (ИХО). Данный способ осаждения основан на взаимодействии между активными частицами газов и атомами распыляемого материала как на поверхности мишени или подложки, так и в плазме разряда.

Настоящую работу следует рассматривать как исследование, направленное на решение проблемы низкотемпературного осаждения SiC и A1N на инородной подложке.

Целыо работы являлась разработка физико-технологических основ, аппаратного и методического обеспечения процесса низкотемпературной эпитаксии SiC и AIN ионно-химическим методом на собственные и инородные подложки для структур высокотемпературной электроники карбид кремния на изоляторе. В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

1. Разработка модели управления процессами структурного и химического упорядочения при получении пленок SiC и A1N ионно-химическим методом.

2. Разработка аппаратурного и методического обеспечения для низкотемпературного получения эпитаксиальных слоев SiC и A1N, твердых растворов на их основе и периодических структур в единой технологической камере в рамках унифицированных технологических схем.

3. Разработка и реализация процесса эпитаксии SiC и A1N ионно-химическим методом на собственные и инородные подложки (SiC, AIN, АЬОз, Si).

4. Разработка и создание гетероструктур на основе SiC с диэлектрической изоляцией элементов для датчиков давления и температуры с экстремальными условиями эксплуатации.

В работе получены следующие научные результаты:

1. Исследованы начальные стадии процессов структурного и химического упорядочения при синтезе слоев в системе "кремний-углерод" в области низких температур и установлено, что факторами, определяющими процесс химического упорядочения, являются температура подложки и соотношение исходных компонентов. Химически упорядоченный SiC представляет собой хаотическую сетку тетраэдров, а повышение температуры синтеза до 350 °С приводит к образованию кристаллитов SiC с размерами около 1 нм.

2. Изучены процессы структурного и химического упорядочения при синтезе слоев в системе "кремний-углерод" в области высоких температур и установлена корреляция между температурными зависимостями скорости роста и состава слоев. Показано, что вплоть до температур 700 "С скорость роста и состав слоев не зависят от температуры подложки, а в интервале температур 700+950 °С изменяется соотношение основных компонентов в пленке из-за непропорциональной десорбции кремния и углерода с поверхности роста. Установлено, что введение избыточного Si в поток частиц к

подложке обеспечивает самостабилизацию состава и скорости роста в области температур 700^-950 "С.

3. В рамках предложенной кинетической модели роста осуществлено комплексное описание процессов, протекающих при ионно-химическом осаждении SiC и A1N в системах Si+СШ и А1+№.

4. На основе модели ионно-химического осаждения слоев в системе "SiC-AIN" и совокупности экспериментально полученных зависимостей, оптимизированы условия и технологические параметры получения эпитаксиалъных слоев SiC и A1N.

Практическая ценность.

1. Разработана аппаратура, обеспечивающая получение бинарных соединений SiC, AIN и их композиций в единой технологической камере с использованием унифицированной технологической схемы.

2. Предложен и реализован процесс низкотемпературного получения эпитаксиалъных слоев SiC и A1N на собственной и инородных подложках.

3. На основе гетероструктур карбид кремния на изоляторе сформированы первичные преобразователи для высокотемпературных датчиков давления и температуры.

Результаты работы внедрены в Центре технологий микроэлектроники Минобразования РФ при организации мелкосерийного выпуска SiC датчиков на основе структур карбид кремния на изоляторе в рамках реализации научно-технической программы "Человек в экстремальных условиях". Результаты работы использованы при выполнении международного проекта в рамках договора МНТЦ-95-204 "Полупроводниковый карбид кремния для нового поколения радиационноустойчивой и высокотемпературной электроники" и гранта INTAS-93-13.

Основные иаучиые положения, выносимые на защиту.

1. При получении эпитаксиалъных слоев бинарных соединений в системе "SiC-AIN", с резко различающимися коэффициентами распыления основных компонентов, методом ионно-химического осаждения, определяющими являются процессы химического и структурного упорядочения, протекающие на поверхности подложки, причем, температура подложки является доминирующим фактором по отношению к ее химическому составу и структурному состоянию поверхности, устанавливая необходимое динамическое равновесие

между процессами адсорбции и десорбции по более легко распыляемому компоненту.

2. В условиях неравновесного синтеза слоев SiC методом ионно-шшменного осаждения при "нестехиометрическом" составе потока вещества, поступающего на подложку, имеет место эффект стабилизации скорости роста и самостабилизации состава в некотором интервале температур, при чем нижняя граница данного интервала температур определяет начало процесса структурного упорядочения, а верхняя -нарушение стехиометрии с сопутствующим данному процессу структурным разупорядочением.

Апробация работы. По результатам исследований были сделаны доклады на: Second International High Temperature Electronics Conference (USA, Charlotte, North Carolina, 1994); Международном семинаре "Полупроводниковый карбид кремния и приборы на его основе" (Новгород, 1995); The 6th Conference on Sensor Technology (Sensors '95), (Korea, 1995); E-MRS 1996 Spring Meeting (France, Strasbourg, 1996); Third International High Temperature Electronics Conference (USA Albuquerque, New Mexico, 1996); Tenth European Conference On Solid-State Transdusers (Belgium, Leuven, 1996); The 7th Conference on Sensor Technology (Sensors '96) (Korea, 1996).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 10 печатных работ, в том числе 2 работы опубликованы в сборнике СПбГЭТУ и 8 работ в трудах конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 119 наименований, и 3 приложений. Основная часть работы изложена на 118 страницах машинописного текста. Работа содержит 67 рисунков и 3 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика карбида кремния как материала полупроводниковой электроники, определены основные перспективы в области его получения и использования. Сформулированы цель и задачи диссертационной работы, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе уделено значительное внимание методам выращивания как объемных кристаллов, так и тонких пленок SiC и A1N. На основе анализа литературных данных показано существование большого разнообразия методов получения SiC и A1N, каждый из которых имеет свою технологическую нишу и обладает определенными преимуществами и недостатками с точки зрения качества получаемых образцов и особенностей проведения процесса.

Применение классических сублимационных методов для синтеза SiC и A1N связано с существенными технологическими ограничениями из-за необходимости подвода значительной энергии в тепловой форме как для создания требуемой плотности потоков паров, так и преодоления активационного барьера для процесса химического упорядочения. Кроме того, при получении SiC сублимационным методом, фактически исключается применение инородных подложек из-за высоких температур роста.

Газофазным методикам получения SiC присущ ограниченный выбор материала подложки, обусловленный высокой реакционной способностью рабочих газов при требуемых высоких температурах синтеза. На период постановки данной работы аппаратура для газофазной эпитаксии SiC практически отсутствовала, а зарубежное оборудование существовало в рамках экспериментальных образцов и имело чрезвычайно высокую стоимость.

Вышеуказанные ограничения по устойчивости инородной подложки в реакционных средах и высоких температурах определяют интерес к низкотемпературным ионно-плазменным методам с нетермическим принципом активации частиц вещества для обеспечения как химического взаимодействия, так и требуемой подвижности частиц для развития процессов упорядочения. Кроме того, низкая инерционность процесса и возможность быстрого переключения потоков осаждения позволяют планировать получение различных многослойных и периодических структур требуемого химического состава и заданной толщины.

В связи с этим предлагается использовать вместо классических технологий синтеза метод ионно-химического осаждения эпитаксиальных слоев в системе "SiC-AIN" на собственные и инородные подложки в рамках унифицированной технологической схемы и в единой технологической камере.

Вторая глава посвящена экспериментальному и теоретическому изучению процессов распыления при осаждении слоев в системе "БКИ-А1М" ионно-химическим методом с участием активных газовых сред (азот и метан).

С учетом особенностей ИХО и исходя из поставленной задачи была осуществлена разработка аппаратуры и методики проведения экспериментов по получению эпитаксиальных слоев в системе '^¡¡С-А11\т" в единой технологической камере в рамках унифицированной технологической схемы (рис. 1).

Рис. 1. Техническая реализация аппаратуры для ионно-химического осаждения в системе "SiC-AlN" (1 - распылительная система; 2 - квазизамкнутый объем; 3 - газовая система; 4 -холодный пробник па 10. позиций; 5 - поворотная система; 6 -высокотемпературный нагреватель; 7 - градиентный нагреватель на 8 позиций).

Направленное получение бинарных соединений заданного состава и структуры требует установления количественных отношений между параметрами процесса и свойствами синтезируемого материала. С этой целью была построена схема процесса ИХО бинарных соединений SiC и A1N с учетом технологических особенностей их получения (рис. 2). В рамках данной схемы можно выделить две самостоятельные части: модель распыления и модель осаждения. Первая учитывает процессы, протекающие на поверхности мишени и в разряде. При этом входные

параметры включают в себя: состав поверхности мишени (С|), давление

н---

I I

Л*—

Псрерас-пыленис

N

Т*

1 ¡^

Поверхность мишени

АС!; ^ ,

= 0

ьх

' 8

Ре к

Разложение активного газа в плазме

фЕ

Пиролиз активного газа

Разряд

1 = Р —- к Ш7

Р1

Бомбардировка

гу> И

^■ г __ - I I

Рис. 2. Анализируемая модель процесса иопно-химического осаждения

в системе '^С-АШ".

газа (рО и параметры разряда (1,0), а выходные параметры: поток Н-компонентов от мишени -Уу и - поток связанный, с разложением активного газа в плазме. Вторая модель - модель осаждения исследует механизмы структурного и химического упорядочения на поверхности роста. Здесь в качестве входных параметров использованы потоки компонентов от мишени, поток компонентов, связанный с пиролизом (диссоциацией) газа над поверхностью подложки (УтО и температура подложки (Т), а в качестве выходных - скорость осаждения (Усу) и

состав слоя (Су).

Для описания процессов ионно-химического распыления были

составлены выражения (рис. 2) для потоков Уц, Уа; и Уу , где:

г - коэффициент диссоциации молекулы химически-активного газа; р,, ре - парциальное и суммарное давление газа; Рч - вероятность установления связи между ьым и ¿-ым атомами; Ку - коэффициент разрыва ^-связи; J - плотность ионного тока на поверхности распыляемого материала; Ка; - коэффициент, учитывающий разложение газа в разряде; Г, 11'- минимальная плотность тока и напряжение, необходимые для существования разряда; у - коэффициент, зависящий от конструкции распылительной системы и операционных параметров процесса.

Помимо этого, модель описывает поведение разряда .1(11), поверхностной концентрации как на поверхности мишени (Су), так и

на поверхности подложки (Су), давления р, и коэффициентов

распыления компонентов (Ку).

Во второй части главы приведены результаты экспериментальной апробации модельных представлений процессов, происходящих при распылении. Для этого были поставлены эксперименты, которые включали в себя распыление алюминиевой и кремниевой мишеней в атмосфере азота или метана. Варьируемыми параметрами служили процентное содержание активного газа и ток разряда. Большинство исследований показало, что конкретный тип образующегося соединения зависит от доли активного газа в распылительной атмосфере (р^рг) и от величины УЕ/1 - приведенного коэффициента распыления, который связывает скорость роста пленки (Уё) с параметрами распылительной системы (I - ток разряда).

При осаждении AIN на подложку были выявлены следующие технологические особенности:

- при малых потоках азота скорость распыления линейно зависит от мощности, а на участке с отрицательным динамическим сопротивлением ток разряда растет медленнее, чем скорость осаждения пленки A1N, за счет увеличения количества поглощаемого мишенью азота;

- увеличение потока азота требует повышения мощности разряда, рост которой протекает значительно быстрее, чем увеличивается скорость осаждения, что связано с увеличением площади мишени на которой образуется пленка нитрида алюминия, имеющего более низкий коэффициент распыления, чем у чистого алюминия, но больший коэффициент ионно-электронной эмиссии;

- при критическом значении приведенного коэффициента распыления Yg/I ~ 1.6 мишень почти полностью покрыта нитридом алюминия и при увеличении азота в смеси приведенный коэффициент распыления спадает более медленно (пленки A1N со стехиометрическим составом были получены при рм/р,- » 8 об.%);

- состав пленки плавно меняется при контролируемом изменении давления азота, при этом доля азота в пленке при средних его давлениях быстро растет до величины, соответствующей A1N.

Аналогичные исследования, выполненные для SiC, показали иные результаты:

- приведенный коэффициент распыления Vg/I для системы S1+CH4 линейно зависит от доли метана в смеси, что обусловлено низкой скоростью осаждения углерода на поверхности мишени;

- состав получаемых слоев также линейно зависит от относительного содержания метана, при этом в условиях низких температурах подложки всегда получаются слои SiC с избытком кремния (анализ слоев методом Ожэ-спектроскопии показал, что наблюдается устойчивая корреляция между концентрацией газа в смеси и составом пленки).

Таким образом, проведенные эксперименты подтвердили эффективность предлагаемого подхода, а найденные численные значения параметров (I, U, pi/pr, Vg/1) позволили включить их в контур управления технологическим процессом.

Трстья глава посвящена экспериментальному и теоретическому изучению структурного и химического упорядочения в процессе ионно-химического осаждения слоев в системе "SiC-AIN".

Для описания механизмов химического и структурного упорядочения бинарного соединения был использован вероятностный микроскопический подход, т.е. поверхность рассматривалась как совокупность потенциальных ям с различными энергетическими параметрами, которые являются стоками мигрирующих по поверхности адатомов. При этом под химическим упорядочением понимался процесс установления химической связи, характеризующейся определенными энергетическими и пространственными параметрами. Структурное упорядочение рассматривалось в рамках представлений о характеристических длинах диффузионных скачков, определяющих полноту структурного упорядочения атомов на поверхности подложки и занятия ими когерентных позиций.

В модели предполагается, что у адатома i-типа в поверхностной ячейке j-типа существует три возможности: конденсироваться, осуществить перескок в соседнюю ячейку или десорбироваться с

СООТВеТСТВуЮЩИМИ НОрМИрОВаННЫМИ ВерОЯТНОСТЯМИ Pcij, Peij, Pdij.

Энергии активации соответствующих процессов являются основными подбираемыми параметрами при моделировании. Изменение состава конденсата в каждый конкретный период времени определяется балансом смены компонентов. Аналогичные представления были положены в основу оценки подвижностей и диффузионных длин адатомов на растущей поверхности. При достижении определенных значений характеристических диффузионных длин могут осаждаться аморфные, поликристаллические или монокристаллические слои.

Вышеприведенные модельные представления о структурно-химическом упорядочении проверялись по специально разработанной методике эксперимента и включали исследование процессов роста в широком диапазоне температур, вплоть до 1200 °С, при распылении из различных источников.

В работе использовался процесс получения пленок SiC путем физического распыления SiC мишени при нахождении подложек в интервале температур 50+350 °С. Исследования, выполненные методом дифракции быстрых электронов на отражение и ОЖЭ-спектроскопии показали, что в области низких температур образование химических связей носит случайный характер. При повышении температуры

химическое упорядочение является следствием поверхностной активации атомов кремния, проявляющейся в их избирательной способности к образованию связей кремний-углерод с преобладанием тетраэдрического окружения атомов. Повышение температуры синтеза до 350 °С приводит к образованию структуры с размерами кристаллитов не более 1 нм. Характерно, что процессы химического и структурного упорядочения протекают параллельно в том же интервале температур, подтверждая предположение, что основную роль в этих процессах играет температура подложки.

С&!Сс

V,

мкм/ч

0.8 0.6 0.4 0.2

о.е.

200 400 600 800 1000Т,°С

а)

200 400 600 800 1000 Т, °С б)

Рис. 3. Зависимость скорости роста (а) и элементного состава (б) слоев БЮ от температуры при различном соотношении основных компонентов в потоке осаждения (О - слои с избытком Б!, □ - слои близкие к стехиометрическому составу ЙЮ, о - слои с избытком С): 1 - Б]/С= 1, 2 - ЫС=0Л, 3 - Б1/С=1.2.

Аналогичные исследования были проведены при более высоких температурах. В области температур до 700 °С были получены поликристаллические слои. При этом скорость роста слоев и состав не зависели от температуры подложки и определялись потоком частиц к подложке (рис. 3). При температурах 700-950 °С определяющее влияние начинает оказывать кинетика процессов на ростовой поверхности. С увеличением температуры подложки изменяется соотношение основных компонентов в пленке из-за непропорциональной десорбции кремния и углерода с поверхности роста. Введение избыточного кремния в поток частиц поступающих на подложку, находящуюся при температуре 700+950 °С, приводит к возникновению на температурных зависимостях участка самостабилизации состава и скорости.

При переходе к методу ИХО с добавкой активных газов в условиях высоких температур подложки наблюдается сходная картина, однако вместо "полочки" на зависимости скорости роста появляется характерный излом, одной из возможных интерпретаций появления которого является усиление процесса диссоциации активного газа над поверхностью роста при повышении температуры (рис. 4).

Рис. 4. Зависимость скорости росга слоев SiC и A1N от температуры при ионно-химическом методе получения с участием активных газовых сред.

Сопоставление экспериментальных результатов и модельных представлений позволило сформировать алгоритм процесса управления осаждением SiC и A1N и провести некоторые количественные оценки для основных параметров управления с целью прогнозирования скорости роста и состава осаждаемого материала.

С использованием разработанной аппаратуры и методики для ионно-химического синтеза в системе "SiC-AIN" осуществлена постановка процессов низкотемпературного получения слоев SiC и A1N на собственной и инородной подложках. Процесс реализовывался в единой технологической камере с использованием ранее рассмотренной унифицированной технологической схемы.

" Процесс осаждение слоев A1N в условиях, оптимизированных по потоку осаждаемых частиц и температурам подложки, обеспечил получение на монокристаллах-подложках сапфира с ориентацией (0001) и (1012) монокристаллических слоев A1N со структурой вюрцита ориентаций (0001) и (1120), соответственно. В случае использования в качестве подложки SiC с ориентацией (0001) растущий слой имел

V, мкм/ч

0.1

600 700 800 900 10001100 Т, °С

структуру 2Н и воспроизводил исходную ориентацию SiC. На подложках кремния с ориентацией (100) удалось получите только текстурированные слои A1N с преимущественной ориентацией (3035).

Осаждение слоев SiC ионпо-химическим методом на подложки из сапфира с ориентацией (1012) обеспечило рост монокристаллического SiC политипа 2Н с ориентацией (1120). При использовании в качестве подложек эпитаксиальных слоев A1N с ориентациями (0001) и (1120), нанесенных на сапфир или SiC, также наблюдался рост редкого политипа 2H-SiC с ориентацией, совпадающей с ориентацией слоев A1N. На кремниевых подложках с ориентацией (111) имел место рост двойников SiC политипа ЗС с ориентацией соответствующей ориентации подложки.

Все результаты структурного анализа были получены с использованием электронографии на отражение.

В четвертой главе проведена экспериментальная оценка параметров некоторых приборов на основе структуры карбид кремния на изоляторе (К2НИ) с целью создания элементной базы для высокотемпературной и радиационностойкой электроники. Применительно к этому направлению главным достоинством композиции К2НИ (аналог структуры "кремний на изоляторе"), является возможность получения приборов на SiC с полной диэлектрической изоляцией, а также доступность применения к таким структурам интегральных методов обработки, реализуемых на стандартном технологическом оборудовании.

В работе продемонстрированы преимущества структуры карбид кремния на изоляторе. На ее основе спроектировано семейство датчиков давления и температуры мембранного типа, работающих в экстремальных условиях эксплуатации при температурах более 400 °С. В основе датчиков лежит унифицированная физическая структура, отличающаяся лишь топологией слоев, а потому датчики легко совместимы как конструктивно, так и технологически и могут изготавливаться на единой подложке в едином технологическом цикле.

Технологический цикл изготовления датчиков разрабатывался на основе процесса ионно-химического осаждения, сухого прецизионного микропрофилирования и создания металлических контактных систем с температурами эксплуатации свыше 400 °С. Все технологические операции предусматривают возможность использования слоев SiC на

подложках большой площади, то есть ориентированы на методы групповой обработки. На рис. 5 представлены две схемы разработанного базового процесса создания чувствительных элементов датчиков температуры и давления мембранного типа, в том числе, с жестким центром.

а)

6)

кремниевая пластина с изолирующими слоями

ионно-химическое осаждение слоев Б1С

формирование маски для мембраны

травление мембраны

микропрофилирование слоев

металлизация

Рис. 5. Технологические схемы базового процесса создания чувствительных элементов а) датчика температуры и б) давления.

Проведенные испытания датчика давления при температурах более 400 °С показали, что его чувствительность в диапазоне рабочих давлений 0+16 бар находится на уровне 0.25 мВ/бар-В, при этом уровень выходного сигнала составлял 20+30 мВ, а температурный коэффициент чувствительности в широком интервале температур не превышал 0.1%/К. Датчик температуры на основе БЮ пленочного резистора показал работоспособность до температур 600 °С, имея температурный коэффициент сопротивления 0.1%/К.

Проведенные испытания подтверждают эффективность использования композиции К2НИ на основе слоев для создания первичных преобразователей датчиков давления и температуры.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана аппаратура для низкотемпературного получения эпитаксиальных слоев в системе "SiC-AIN" методом ионно-химического осаждения на собственной и инородной подложках в единой технологической камере с использованием унифицированной технологической схемы.

2. Исследован процесс синтеза SiC и AIN ионно-химичсским методом, построена кинетическая модель структурного и химического упорядочения в системе "SiC-AIN" в широком интервале температур при вариациях соотношений исходных компонентов и показано, что рост монокристаллических слоев SiC и A1N стехиометрического состава имеет место в относительно узком интервале температур (850-^950 °С).

3. На основе модели ионно-химического осаждения слоев в системе "SiC-AIN" и совокупности экспериментально полученных зависимостей разработан и технически реализован процесс низкотемпературной эпитаксии SiC и A1N на собственной и инородных подложках (SiC, AIN, АЬОз, Si).

4. Осуществлена конструкторско-технологическая разработка первичных преобразователей высокотемпературных датчиков давления и температуры на основе структуры карбид кремния на изоляторе (К2НИ) с использованием слоев SiC и A1N, синтезируемых на кремниевых подложках ионно-химическим методом. В рамках организации мелкосерийного производства датчиков по МНТП "Человек в экстремальных в условиях" и реализации международного проекта МНТЦ-95-204 и гранта INTAS-93-13, проведены испытания датчиков и показана работоспособность приборов при температурах более 400 °С.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Казак-Казакевич А.З., Корляков A.B., Костромин C.B. Процесс химического упорядочения при росте слоев карбида кремния // Изв. ГЭТУ: Сб. науч. тр. / СПбГЗТУ. - СПб., 1993. - Вып. 457. - С. 37-41.

2. Корляков A.B., Костромин C.B. Низкотемпературная эпитаксия композиции "SiC-AIN" магнетронным распылением // Изв. ГЭТУ: Сб. науч. тр./СПбГЭТУ. - СПб., 1994. - Вып. 471. - С. 34-38.

3. Heteroepitaxial structure of silicon carbide on AIN/AI2O3 substrates for high temperature electronics / V.V. Luchinin, A.V. Korlyakov, S.V. Kostromin et al. II Trans. 2nd International High Temperature Electronics Conference. - Charlotte, USA. - 1994. - Vol. 2. - P. 187-190.

4. Датчик давления на основе карбида кремния / В.А. Ильин, А.В. Корляков, С.В. Костромин и др. // Тез. докл. международного семинара "Полупроводниковый карбид кремния и приборы на его основе". -Новгород. - 1995. - С. 74-75.

5. Silicon carbide structure and technique processes for producing pressure sensors working under extreme service conditions. / A.V. Korlyakov, S.V. Kostromin, V.V. Luchinin, A.P. Sazanov // Proc. 6th Conference on Sensor Technology (Sensors '95). - Taegu, Korea. - 1995. - P. 495-498.

6. Ion-chemical epitaxy of SiC-AIN composition I A.Z. Kazak-Kazakevich, A.V. Korlyakov, S.V. Kostromin, V.V.Luchinin // Abstract E-MRS 1996 Spring Meeting. - Strasbourg, France. - 1996. - P. A-26.

7. Silicon carbide sensors for measurements of gaseous working fluids / V.A. Il'in, A.V. Korlyakov, S.V. Kostromin et al. // Abstract E-MRS 1996 Spring Meeting. - Strasbourg, France. - 1996. - P. A-18.

8. Silicon carbide pressure microsensor / A.V. Korlyakov, S.V. Kostromin, V.V. Luchinin et al. H Proc. 3th International High Temperature Electronics Conference. - Albuquerque, USA. - 1996. - Vol. 1. - P. X-29-33.

9. Silicon carbide as a material for sensors working under extreme service conditions I V.A. Il'in, A.V. Korlyakov, S.V. Kostromin et al. И Proc. 10th European Conference On Solid-State Transdusers. - Leuven, Belgium. - 1996. -Vol. 1. - P. 191-194.

10. Microtechnology and equipment for manufacturing SiC-based sensors of physical values for extreme operation conditions / V.V. Luchinin, A.V. Korlyakov, S.V. Kostromin et al. // Proc. 7th Conference on Sensor Technology (Sensors '96). - Pohang, Korea. - 1996. - P. 30-37.