автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Организация и обеспечение эффективного функционирования промышленно-инновационной системы серийного производства новых разработок мощных полевых транзисторов на арсениде галлия

На правах рукописи

БУРОБИН Валерий Анатольевич

ОРГАНИЗАЦИЯ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННО-ИННОВАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА НОВЫХ РАЗРАБОТОК МОЩНЫХ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ НА АРСЕНИДЕ ГАЛЛИЯ

Специальность 05.02.22 - «Организация производства (в области радиоэлектроники)»

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2008

0034Б

003461836

Работа выполнена в федеральном государственном унитарном предприятии «Государственный завод «ПУЛЬСАР».

Научный руководитель: Кандидат технических наук

Данилин В.Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Усов Н.Н.

доктор технических наук,

Шульгин Е.И.

Ведущая организация: ИСВЧ ПЭ РАН, г. Москва

Защита состоится «¿6» Л/СсрТО- 2009 г. в ^ часов на заседании диссертационного Совета Д.212.131.04 в Московском государственном институте радиотехники, электроники и автоматики (техническом университете) по адресу: Россия, г. Москва, проспект Вернадского, 78.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (технического университета).

Автореферат разослан « -5 » сре%ра/\С( 2009 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета

кандидат технических наук

Замуруев С.Н.

Общая характеристика работы

Актуальность работы

Современный уровень достижений в области разработок и производства СВЧ электронных твердотельных компонентов (ЭТК) и радиоэлектронной техники на их основе, являются одними из главных показателей принадлежности общества к высокоразвитому информационно-технологическому международному сообществу. Несмотря на катастрофический обвал промышленности последних 15 лет, по отношению к СВЧ электронным компонентам оставалось незыблемым требование сохранения минимально необходимого критического научно-промышленного потенциала, обеспечивающего экономическую, технологическую и военно-техническую независимость России. Более того, эти требования ужесточались, исходя из понимания:

- первостепенной важности СВЧ электронных твердотельных компонентов для создания опережающих по тактико-техническим характеристикам комплексов как радиоэлектронных, так и всех видов интеллектуальной военной техники;

- невозможности или нецелесообразности их закупки за рубежом в отличие от большинства других военно-технических направлений обеспечения комплектующими изделиями по соображениям оборонной, технологической и экономической безопасности.

Технологические приоритеты научно-технического развития радиоэлектронного комплекса на среднесрочную и долгосрочную перспективу до 2020 года выражены в поддержке и развитии критических и прорывных технологий федерального уровня, в первую очередь, на развитии технологий создания СВЧ ЭТК для следующих наиболее перспективных направлений:

- технологии твердотельной СВЧ техники;

- субмикронной технологии микроэлектроники и наноэлектроники;

- технологии многокристальных сборок и систем на пластине.

На основе СВЧ ЭТК в настоящее время разработаны и продолжают совершенствоваться миниатюрные и надежные приемопередающие модули для твердотельных радиолокационных станций (РЛС). Наземные, морские, авиационные и спутниковые РЛС позволяют решать многофункциональные задачи: от управления воздушным движением до обнаружения целей на больших расстояниях. На их основе совершенствуются также спутниковые системы связи, радио и цифровое телевидение.

За последние десятилетия в области диапазонов частот от единиц до сотен гигагерц и мощностей от милливатт до сотен ватт используются разнообразные полупроводниковые технологии и материалы. С точки зрения полупроводниковых материалов в настоящее время на рынке СВЧ-элекгроники безраздельно доминируют приборы на арсениде галлия.

В силу своих электрофизических параметров арсенид галлия позволил расширить по сравнению с кремнием как верхний рабочий температурный диапазон до 150-200°С, так и верхний диапазон рабочих частот до 90 ГТц за счет более высокой - в два раза - дрейфовой скорости и в несколько раз - подвижности электронов, а также ширины запрещенной зоны (Е =1,43 эВ). Высокие электрофизические параметры арсенида галлия, а также возможность создания гетеропереходных структур типа АЮаАэ/ОаАз и других соединений А11^ позволили создать СВЧ диоды, транзисторы, интегральные схемы с улучшенными характеристиками.

Основные типы транзисторов в этой области - это традиционные полевые малошумящие и мощные транзисторы с барьером Шотгки (МЕБРЕТ, ПТШ и МПТШ), полевые транзисторы с гетеропереходом (НЕМТ или ГПТШ), а также биполярные транзисторы с гетеропереходом (НВТ).

Современные СВЧ мощные полевые транзисторы на арсениде галлия с барьером Шотпси (МПТШ) применяются в различных областях твердотельной СВЧ - электроники. Выходная мощность таких транзисторов может изменяться от десятков милливатт до десятков ватт при коэффициенте полезного действия (КПД) от 10 до 60%. Широкое распространение получили транзисторы с внутренним согласованием нескольких кристаллов, с импедансами по входу и выходу приближенными к 50 Ом.

Процессы изготовления МПТШ и ПТШ, в целом, совпадают, так как МПТШ представляют собой множество параллельно объединенных базовых ячеек малошумяших ПТШ. Однако, в отличие от малошумящих ПТШ мощные транзисторы должны обеспечивать: высокие пробивные напряжения (более 25 В), низкое значение остаточного напряжения (< 2 В) в режиме насыщения при максимальных токах (более 12А); выдерживать воздействие статического электричества (до 4 кВ); большие мощности рассеивания (до 60 Вт); широкий температурный диапазон (от - 60 0 до + 175 ° С).

Определяющую роль для обеспечения функционирования МПТШ при высокоэнергетических режимах эксплуатации играют следующие физико-технологические эффекты - перегрев канала, электромиграция металлов при воздействии времени и температуры, образование домена Ганна в области между затвором и стоком, зависимость пробивных напряжений затвор-исток, затвор-сток и исток-сток от геометрических размеров и уровня легирования, работа транзистора в области положительных значений напряжения на затворе.

Вследствие этого, с точки зрения физических процессов, происходящих в рабочем режиме, МПТШ являются значительно более сложными по функциональным и технологическим особенностям и, следовательно, более сложными с точки зрения разработки транзисторов с оптимальными параметрами.

Повышенные требования к обеспечению электрофизических характеристик, стабильности эксплуатационных параметров современной радиоэлектронной аппаратуры и ее важнейшей функциональной составляющей - СВЧ электронных твердотельных компонентов выдвигают проблему обеспечения качества и надежности МПТШ на арсениде галлия, соответствия их современным техническим и технологическим требованиям. Повышение конкурентоспособности СВЧ МПТШ возможно в современных условиях на базе развития инновационной деятельности. Одним из главных направлений развития и стимулирования инновационной деятельности является создание инновационной инфраструктуры, результатом эффективного функционирования которой является увеличение объемов наукоемкой продукции. Процесс создания нового (инновационного) прибора проходит все стадии полного жизненного цикла изделия, начиная с выдвижения идеи и разработки прототипа к серийному производству, поставке и эксплуатации у потребителей.

При этом необходимо комплексно учитывать в процессе создания нового (инновационного) прибора вышеперечисленные определяющие физико-технологические эффекты и механизмы, начиная с выбора исходных материалов, конструкции изделия и обеспечения необходимых технологических запасов вплоть до принципов организации и обеспечения эффективного функционирования промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ на арсениде галлия. Работы по решению этих задач продолжаются на всех стадиях жизненного цикла изделия, начиная с этапов исследования и проектирования, вплоть до финишного контроля, производственных испытаний и данных из сфер эксплуатации.

На основании вышеизложенного, очевидна актуальность исследований по разработке новых конструкций МПТШ, организации и обеспечению эффективного функционирования промышленно-инновационной системы серийного производства качественных и надежных арсенидгаллиевых МПТШ, соответствующих современным техническим и технологическим требованиям. Цель работы

Целью данной работы является на основе исследования и развития физико-технических принципов функционирования МПТШ создание новых конструкций и высокоэффективных промышленных процессов и технологий, реализация разработанного алгоритма поэтапного проектирования и комплексной системы управления качеством, организация и обеспечение эффективного функционирования промышленно-инновационной системы серийного производства СВЧ мощных полевых транзисторов с барьером Шоттки (МПТШ) на арсениде галлия с заданным уровнем электрофизических характеристик и эксплуатационных параметров.

При разработке и производстве МПТШ на арсениде галлия возникли задачи, ранее не решенные на стадии разработки и выпуска как кремниевых полевых транзисторов, так и малошумящих ПТШ на арсениде галлия, в виду, указанных выше, серьезных различий в конструкции и принципе их работы.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие основные задачи:

- определение оптимальных параметров структуры МПТШ и их связь с технологическими параметрами на основе использования физических свойств арсенида галлия;

- выделение на основе теоретических расчетов и экспериментального выбора топологии МПТШ состава важнейших параметров, характеризующих качество и воспроизводимость технологических процессов;

- определение параметров физической модели МПТШ для создания новых конструкций кристаллов с заданными частотными, мощностными параметрами и показателями надежности;

- разработка новых высокоэффективных промышленных процессов и технологий, позволяющих гарантировано обеспечивать электрофизические и динамические характеристики, основные параметры МПТШ на стадии производства;

- теоретическое и экспериментальное определение условий и режимов сборочно-монтажных операций с использованием новых материалов для монтажа и микросварки кристаллов МПТШ;

- создание конструкции и технологии производства СВЧ корпусов для МПТШ, отличающихся низкими параметрами теплового сопротивления при одновременном уменьшении степени влияния их паразитных параметров, таких как индуктивность в общем электроде, проходной емкости;

- разработка комплексной системы управления качеством, включающую методы анализа,

статистического регулирования и управления технологическим процессом производства, а также физико-технический подход к обеспечению надежности МПТШ, позволяющие снизить интенсивность отказов, повысить надежность транзисторов в эксплуатации;

- реализация технико-экономических и технологических решений восстановления серийного производства и модернизации, ранее освоенных и выпускавшихся СВЧ мощных арсенидгаллиевых транзисторов;

- организация и обеспечение эффективного функционирования промышленно-инновационной системы серийного производства разработанных конструкций СВЧ мощных полевых транзисторов с барьером Шоттки (МПТШ) на арсениде галлия с заданным уровнем энергетических и электрофизических характеристик, показателей эксплуатационной надежности при минимальных затратах.

Научная новизна

1. Сформирована широкая номенклатура новых перспективных типов электронных компонентов — мощных СВЧ полевых транзисторов с барьером Шоттки на арсениде галлия (МПТШ), позволившая обеспечить развитие критических и прорывных технологий при производстве радиоэлектронной аппаратуры и систем общего, двойного и специального назначений.

2. На основе исследования и развития физико-технических принципов функционирования МПТШ, создания новых перспективных конструкций и высокоэффективных промышленных процессов и технологий, реализации разработанных алгоритмов поэтапного проектирования применительно ко всем основным этапам полного жизненного цикла МПТШ организовано и обеспечено эффективное функционирование промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ.

3. В процессе создания новых перспективных конструкций и промышленных технологий разработан комплекс инновационных инженерно-физических решений, включающий:

- метод расчета статических и динамических характеристик МПТШ в приближении «плавного канала» для случая однородного легирования и модели двух областей для полевой зависимости подвижности на основе научно-технического анализа взаимосвязи физико-

технических характеристик МПТШ с его наиболее важными параметрами характеризующими качество и воспроизводимость технологических процессов (максимальный ток стока; ток стока насыщения; паразитные сопротивления стока, истока и канала; крутизна характеристики; пробивное напряжение сток-исток и др.), в результате которого выделен состав важнейших параметров для анализа и оптимизации конструкции МПТШ с заданными частотными, мощностными параметрами и показателями надежности;

- концепцию улучшения динамических параметров разработанной на основе анализа принципов конструирования, проведенных математических расчетов и оптимизации новой конструкции базовой ячейки и всего кристалла МПТШ за счет минимизации его паразитных конструктивных сопротивлений и емкостей в цепи затвор-исток, затвор-сток, основанную на применении разработанных методов многостадийной протонной бомбардировки глубоких эпитаксиальных слоев арсенида галлия и нанесения системы межслойных диэлектриков, полученных комбинацией окисления моносилана при температуре 250-300°С и магнетронного распыления при температуре 150-200°С, позволивших снизить паразитные емкости и сопротивления и гарантировано обеспечить на стадии производства заданные мощностные и частотные характеристики МПТШ;

способ повышения рабочего напряжения МПТШ, особенностью которого является использование комбинации двойного углубления затворной канавки в сочетании с системой низкотемпературной металлизации Т1/А1;

- способ конструирования и изготовления СВЧ корпусов, основанный на применении специальных фланцев из бескислородной меди с прецизионным выступом для монтажа кристаллов.

4. Разработан алгоритм построения и эффективного функционирования промышленно-инновационной системы, состоящий из трех основных комплексных научно-производственных модулей, объединенных единой структурой оптимального технологического маршрута и конструкторско-технологической взаимосвязью.

5. Разработаны новые высокоэффективные промышленные процессы и технологии:

- метод формирования мезаструктуры, включающий тонкое химическое подтравление п+-слоев на глубину 0,2-0,25 мкм и многостадийную протонную бомбардировку;

- процесс низкотемпературного напыления систем металлизации затвора и промежуточных слоев на основе Т1/А1 и Т1/Аи;

- система низкотемпературных межслойных диэлектриков, полученных комбинацией окисления моносилана при температуре 250-300°С и магнетронного распыления при температуре 150-200°С;

- метод «взрывной» фотолитографии с использованием комбинации низкотемпературных диэлектриков - фоторезист;

- модель и оптимальные режимы сборочно-монтажных операций.

6. Разработана комплексная система управления качеством и надежностью МПТШ на основе:

- системы испытаний МПТШ по статическим и динамическим параметрам, построенной на принципах статистического регулирования технологического процесса (СРТП) (типовые сопроводительные листы, операционные и контрольные карты, обеспечивающие количественный и качественный контроль процессов);

- физико-технического подхода определения границы области допустимой работы МПТШ, которая при повышении рабочих частот и отдаваемой мощности приближается к области физических ограничений, т.е. к режимам, при достижении которых различные физические процессы в структуре транзистора вызывают формирование предельных состояний и систематические отказы транзисторов.

7. Предложен, обоснован и реализован промышленно-инновационный подход к восстановлению производства и модернизации, ранее освоенных и серийно выпускавшихся, СВЧ МПТШ на арсениде галлия. Сутью этих представлений является понимание процесса восстановления и модернизации производства как совокупности научно-технических и конструктивно-технологических мероприятий, направленных как на расширение частотных диапазонов применения МПТШ, так и на повышение их исходных электрофизических и

динамических характеристик, показателей надежности. В этом смысле восстановление производства МПТШ на арсениде галлия представляется как составная часть полного жизненного цикла изделия, соответствующего современным техническим и технологическим требованиям, обеспечивающим экономическую рентабельность серийного производства.

Практическая значимость

1. Разработанные физико-технические принципы функционирования МПТШ, созданные новые перспективные конструкции и высокоэффективные промышленные процессы и технологии, реализованные алгоритмы поэтапного проектирования применительно ко всем основным этапам полного жизненного цикла МПТШ от проектирования до финишного контроля, испытаний и статистического анализа результатов эксплуатации серийных изделий у потребителей (анализ, математический расчет в оптимизация характеристик базовой ячейки и всего кристалла с выбранными концентрациями в функциональных микрообъемах, методы улучшения динамических характеристик МПТШ, новые промышленные процессы и технологии формирования твердотельных полупроводниковых структур, модель и оптимальные режимы сборочно-монтажных процессов, теоретические разработки и практическое освоение комплекса специфических методов и режимов испытаний, комплексная система управления качеством) обеспечили организацию и эффективное функционирование промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ широкой номенклатуры на ФГУП «ГЗ «Пульсар».

2. Разработан и внедрен комплекс новых инновационных инженерно-физических решений и созданных на их основе высокоэффективных промышленных технологий (многоступенчатая протонная бомбардировка, комбинация межслойных диэлектриков, «взрывная» фотолитография, низкотемпературная система, металлизации Ti/Al, новые усовершенствованные конструкции СВЧ корпусов и др.), позволивших повысить рабочие напряжения МПТШ, снизить паразитные емкости, индуктивности и сопротивления и в результате уменьшить катастрофические отказы, увеличить процент выхода годных транзисторов в производстве и повысить их эксплуатационную надежность.

3. По результатам диссертационной работы на ФГУП ГЗ «Пульсар» освоено производство более 50 типов новых конструкций МПТШ (напр., АП910А-2, Б-2;АП915А-2, Б-2; АП967А-2, Б-2, В-2, Г-2, Д-2, Ж-2, Е-2; АП930А-2, Б-2, В-2 и др.). Суммарный выпуск МПТШ на арсениде галлия составил более 1,0 млн. штук. (Диаграмма 1). Использование этой номенклатуры МПТШ позволило повысить качество и надежность, увеличить мощностные и частотные характеристики и значительно снизить вес, габариты и стоимость радиоэлектронной аппаратуры различного функционального назначения. Впервые сформирована широкая номенклатура отечественных МПТШ на арсениде галлия.

4. Предложенный промышленно-инновационный подход к восстановлению производства и модернизации, ранее освоенных и серийно выпускавшихся, мощных СВЧ транзисторов на арсениде галлия, позволил восстановить в 2005-2008г.г. на ФГУП ГЗ «Пульсар» производство транзисторов АП603, АП606, АП910, АП915 и др., что на практике позволило организовать и обеспечить эффективное функционирование промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ на арсениде галлия. Соответствующей современным техническим и технологическим требованиям и обеспечивающей экономическую рентабельность серийного производства.

С использованием разработанной концепции восстановлено также серийное производство кремниевых СВЧ мощных биполярных и полевых транзисторов, мощных микросхем, что позволило обеспечить потребителей отечественными новыми и традиционными СВЧ электронными твердотельными компонентами.

5. Научно-практическая и физико-технологическая значимость полученных результатов выходит за рамки организации серийного производства разрабатываемой в диссертационной работе номенклатуры электронных твердотельных компонентов и технологий и может быть использована при разработке концепции создания научно-производственных инновационных комплексов (НПИК), обеспечивающих промышленно-серийный выпуск новейших разработок ЭТК с наноразмерными топологическими нормами

V

проектирования и позволяющих сконцентрировать финансовые и научно-технологические ресурсы на развитии критических и прорывных технологий федерального уровня по приоритетным направлениям развития радиоэлектроники.

Положения, выносимые на защиту

1. Научно-практический принцип организации и обеспечения эффективного функционирования промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ на основе реализации разработанных алгоритмов поэтапного проектирования применительно ко всем основным этапам полного жизненного цикла изделия от исследования и развития физико-технических принципов функционирования МПТШ, создания новых перспективных конструкций и высокоэффективных промышленных процессов и технологий до финишного контроля, испытаний и статистического анализа результатов эксплуатации у потребителей.

2. Новые инженерно-физические инновационные решения:

- метод расчета статических и динамических характеристик МПТШ в приближении «плавного канала» для случая однородного легирования и модели двух областей для полевой зависимости подвижности на основе научно-технического анализа взаимосвязи физико-технических характеристик МПТШ с его наиболее важными параметрами характеризующими качество и воспроизводимость технологических процессов (максимальный ток стока; ток стока насыщения; паразитные сопротивления стока, истока и канала; крутизна характеристики; пробивное напряжение сток-исток и -др.), позволивший выделить состав важнейших параметров для анализа и оптимизации конструкции МПТШ с заданными частотными, мощностными параметрами и

. % . показателями надежности;

- концепция улучшения динамических параметров МПТШ за счет минимизации его паразитных сопротивлений, индуктивностей и емкостей путем формирования конструкции базовой ячейки транзистора с уменьшенными паразитными параметрами сопротивлений и емкостей в цепи затвор-исток и затвор-сток, основанная на разработанных методах многостадийной протонной бомбардировке глубоких эпитаксиальных слоев арсенида галлия и нанесения системы межслойных диэлектриков, повышения рабочего напряжения за счет использования комбинации двойного углубления затворной канавки в сочетании с системой низкотемпературной металлизации Т1/А1, что позволило снизить паразитные емкости и сопротивления и увеличить рабочее напряжение, а, следовательно, повысить мощностные и частотные характеристики МПТШ.

- способ конструирования и изготовления СВЧ корпусов, основанный на применении специальных фланцев из бескислородной меди с прецизионньм выступом для монтажа кристаллов, что привело к уменьшению теплового сопротивления МПТШ и, следовательно, к повышению его надежности.

3. Алгоритм построения и эффективного функционирования промышленно-инновационной системы, состоящий из трех основных комплексных научно-производственных модулей, объединенных единой структурой оптимального технологического маршрута и конструкгорско-технологической взаимосвязью.

4. Структура оптимального технологического маршрута изготовления МПТШ, содержащая следующие разработанные процессы и технологии:

- метод формирования мезаотруктуры, включающий тонкое химическое подтравление п +-слоев на глубину 0,2-0,25 мкм и многостадийную протонную бомбардировку;

- процесс низкотемпературного напыления систем металлизации затвора и промежуточных слоев на основе Т1/А1 и ТУАи;

- система низкотемпературных межслойных диэлектриков, полученных комбинацией окисления моносилана при температуре 250-300°С и магнетронного распьпения при температуре 150-200°С;

-. метод «взрывной» фотолитографии с использованием комбинации низкотемпературных диэлектриков - фоторезист;

закономерности и режимы сборочно-монтажных процессов при производстве МПТШ методами монтажа кристаллов на серебросодержащий клей и термокомпрессионной микросварки.

5. Комплексная система управления качеством и надежностью МПТШ на основе:

- системы испытаний МПТШ по статическим и динамическим параметрам, содержащей типовые сопроводительные листы, операционные и контрольные карты, обеспечивающей количественный и качественный контроль процессов;

- физико-технического подхода определения границы области допустимой работы МПТШ, которая при повышении рабочих частот и отдаваемой мощности приближается к области физических ограничений, т.е. к режимам, при достижении которых различные физические процессы в структуре транзистора вызывают формирование предельных состояний и систематические отказы транзисторов.

6. Широкая номенклатура разработанных и освоенных МПТШ, охватывающая C-, Х-. К- диапазоны частот и выходные мощности до 15 Вт, позволившая обеспечить производство радиоэлектронной аппаратуры различного функционального назначения отечественной элементной базой.

7. Промышленно-инновационный подход к восстановлению производства и модернизации, ранее освоенных и серийно выпускавшихся, мощных СВЧ транзисторов на арсениде галлия, представленный как составная часть полного жизненного цикла изделия в сочетании с научно-техническими и конструктивно-технологическими мероприятиями, направленными как на расширение частотных диапазонов применения МПТШ, так и на повышение их исходных электрофизических и динамических характеристик, показателен надежности и соответствующий современным техническим и технологическим требованиям. Лнчный вклад соискателя

Опубликованные по теме диссертации работы выполнены автором лично и в соавторстве. В совместно опубликованных работах автор осуществлял постановку задачи» предлагал и обосновывал направления решения научных и технологических проблем по всем этапам полного жизненного цикла изделий, непосредственно участвовал в проведении исследований, анализе результатов и формулировке выводов. Автором лично предложены:

- принципы многоэтапного проектирования и оптимизации конструкции МПТШ, включающие схему математического расчета его основных параметров, в том числе расчет базовой ячейки;

- алгоритм оптимизации топологии кристалла и технологического маршрута его изготовления;

- промышленные технологии (многоступенчатая протонная бомбардировка, комбинация межслойных диэлектриков, «взрывная» фотолитография, низкотемпературная система металлизации Ti/Al и др.) изготовления базовой ячейки МПТШ с улучшенными динамическими параметрами;

- принцип формирования комплексной системы обеспечения качества и надежности МПТШ.

При участии автора также проведены работы по организации и обеспечению эффективного функционирования промышленво-инновационной системы серийного производства разработанных новых конструкций и технологий, внедрение системы управления качеством производства МПТШ, сертификации системы качества ФГУП «ГЗ «Пульсар» Центральным органом системы «Военэлектронсерт» ФГУ «22 ЦНИИИ МО РФ». Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 22 работах автора, в том числе:

- в изданиях по списку ВАК;

- защищено патентом РФ;

- прошли апробацию на конференциях, симпозиумах и семинарах специалистов СВЧ техники.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 40 источников информации, приложений.

Работа изложена на 190 страницах, включая рисунки, таблицы и приложения.

Содержание работы

Во Введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы научная новизна, практическая значимость и положения, выносимые на за:циту.

В первой главе на основании анализа приоритетных задач СВЧ электронной техники в современной России, исходя из обзора литературных данных, анализа научно-исследовательских работ и исследований современного состояния рынка СВЧ-электроники. сформулированы конструктивно-технологические особенности МПТШ и требования, предъявляемые к уровню их электрофизических характеристик и эксплутационных параметров.

При разработке и производстве МПТШ на арсениде галлия возникли задачи, ранее не решенные на стадии разработки и выпуска кремниевых полевых и малошумящих арсенидгаллиевых транзисторов в виду серьезных различий в конструкции и принципе их работы. Обеспечить эти требования можно, лишь комплексно решая в процессе создания нового (инновационного) транзистора определяющие физико-технологические эффекты и механизмы, начиная с выбора исходных материалов, конструкции изделия и обеспечения необходимых технологических запасов вплоть до принципов организации и обеспечения эффективного функционирования промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ на арсениде галлия. Работы по решению этих задач продолжаются на всех стадиях жизненного цикла изделия, начиная с этапов исследования и проектирования, вплоть до финишного контроля, производственных испытаний и данных из сфер эксплуатации. Исходя из проведенного анализа, поставлены конкретные задачи исследований и основная цель работы.

На основе научно-технического анализа взаимосвязи физико-технических характеристик МПТШ с его наиболее важными параметрами, характеризующими качество и воспроизводимость технологических процессов (максимальный ток стока; ток стока насыщения; паразитные сопротивления стока, истока и канала; крутизна характеристики; пробивное напряжение сток-исток и др.), был проведен теоретический расчет и анализ статических и динамических характеристик мощных полевых транзисторов с барьером Шоттки на арсениде галлия (МПТШ). Для расчета было использовано приближение «плавного канала», описываемое одномерным уравнением Пуассона при условии независимости носителей тока от напряженности электрического поля (случай однородного легирования) и модели двух областей для полевой зависимости подвижности в арсениде га;шия.

На рис.1 приведены вольтамперные характеристики ПТШ на арсениде галлия, полученные двумерным численным расчетом (сплошная линия) и рассчитанные с помощью вышеизложенной приближенной теоретической модели двух областей(штриховая линия). В линейной области характеристики имеют очень хорошее соответствие. В области насыщения это соответствие хуже, но и здесь разность не превышает 15%. Однако, следует заметить, что предсказываемые двумерным расчетом провалы в характеристиках арсенидгаллиевых ПТШ экспериментально не наблюдались.

Учитывая, что при использовании теоретической модели двух областей разность в расчетах не превышала 15%, был сделан вывод о достаточности применения этой модели для многоэтапного проектирования конструкции ПТШ и разработан метод математического расчета статических и динамических параметров ПТШ, характеризующий качество и воспроизводимость технологических процессов, а также позволяющий гарантировано обеспечивать основные параметры ПТШ на стадии производства.

t-ЛЛ-

I-1 I 3 I » ? ЕСв

Рис. 1. Вольтамперные характеристики ПТШ на ваАз с длиной канала 1 и 0,5 мкм

К мощным транзисторам предъявляется ряд специфических требований, обусловленных их конструктивными особенностями, а иногда и особенностями технологии изготовления. Так, например, для получения максимальной отдаваемой мощности требуется обеспечить как высокие токи, так и высокие значения пробивных напряжений между электродами «затвор-исток», «затвор-сток». Работоспособность МПТШ определяется совокупностью множества характеристик: выходной мощности, крутизны характеристики, входных и выходных сопротивлений и емкостей, пробивных напряжений и др., из состава которых необходимо выделить важнейшие с точки зрения конструирования транзисторов с заданными частотными, мощностными параметрами и показателями надежности.

В таблице 1 представлены аналитические формулы для расчета важнейших характеристик МПТШ, разработанные в приближении «плавного канала» для случая однородного легирования и теоретической модели двух областей для полевой зависимости подвижности и позволяющие на практике проводить физико-технологические расчеты базовой ячейки всего кристалла МПТШ без сложных и громоздких математических расчетов.

Таблица 1

№ Параметр Формула расчета

1 Ток стока насыщения, А /а« = 0,186 пах с учетом поверхностного обеднения в области концентрация (3+30) 1016см л-в един. 10|6см° г-»им а- в мкм

2 Максимальный ток, л Iмхс= 0,186z[na-0,1 i^jLn ) L-в мкм п - в един. 10"см"' х - в мм о - в мкм

3 Ток стока насыщения, а 1иж =0,056 пса с учетом поверхностного обеднения в области концентраций (9+30) 10"см' л-в един. 10,6cm'j г - в мм а - в мкм

4 Ток стока насыщения открытого канала, А 1сшк,. =0.186nz(a -Ь)= 2(0,186па - 0.061<п) с учетом поверхностного обеднения в области концентрации (3+30)10 "см J: л-в един. 1014cm'j z- в мм с - в мкм

5 Ток стока насыщения открытого канала, А Лмст„=0,056т(а-b) = z(0,056па - 0.18-4п) с учетом поверхностного обеднения в области концентраций (9+30)-10 "см л: л-ведин. !0|6см° 2- в мм, о-в мкм.

6 Ток канала, А L = [l - - ОтбгфГ. Ru ] При напряжении на затворе £/«,"0

7 Максимальное прямое напряжение на затворе, в Vnp= Uh+0,186(na-0,18^ Ln)Rj Rc - сопротивление стока Ru - сопротивление истока 8U/,-потенциала барьера Шоттки

8 Коэффициента неидеальности: п = 16,8[U3(K)-U3(K-1)J 11з(к) и изСк-J) - значения напряжения на затворе

» 1 Паразитное последовательное сопротивление истока, Ом „ 1 Г 2,1 1,11, UA

л"и , 0.5 0.6 , 0,5 0.66 0.7 , 0.12 0.« z ах пх +а2 пг ахпх + п - в един. 10,6см° г- в мм а - в мкм, I - в мкм.

10 Последовательное сопротивление в углубленной симметричной структуре ПТШ с п+ контактными областями, Ом Я общ ~ 2RU + Rj R, -сопротивление канала под областью обеднения

п ( i Сопротивление канала под областью обеднения, Ом п Ui, п Шу 9 0.82 / 0.82 ft™ 0.32 \ za4n z[a3n2 -0,327«2 ) ¿^-эффективная длина затвора; а4шаЗ -ai -толщина активного канала, Gi-толшина обедненного слоя для барьера метал л-пол у провод. п 1 — концентрация в п-слое

12 Крутизна характеристики, А/в 0,9/ Р * * снос к нас -ток стока насыщения без затвора Ноте, -напряжение отсечки (/„- потенциала барьера Шоттки

! 13 I i i l i Эффективное сопротивление металлизации (А1) затвора, Ом 17W2 ~ Lhz L-средняя длина металлизации затвора, мкм А-средняя высота металлизации затвора, мкм И'-ширина единичного пальца структуры, мм г - мм

14 Максимальная выходная мощность, Вт р [и _и ) выл ^ \ ис нпр 1 1макс- максимальный ток канала Инпр - напряжение насыщения при С/зи ■ Unp Unp- прямое напряжение на затворе Uuc - напряжение исток-сток

! 15 i Граничная частота, ГГц Jt 2nL L- длина затвора — скорость насыщения

На основе теоретических расчетов выделен состав важнейших параметров для анализа и оптимизации конструкции МПТШ с заданными частотными, мощностными параметрами и показателями надежности;

Вторая глава посвящена рассмотрению процедуры реализации разработанных алгоритмов поэтапного проектирования применительно ко всем основным этапам полного жизненного цикла МПТШ.

Повышение конкурентоспособности российской промышленности должно быть основано на развитии инновационной деятельности. Одним из главных направлений

развития и стимулирования инновационной деятельности является создание инновационной инфраструктуры.

Разработанный алгоритм построения и эффективного функционирования промышленно-инновационной системы, состоящий из трех основных комплексных научно-производственных модулей, объединенных единой структурой оптимального технологического маршрута и конструкторско-технологической взаимосвязью на всех стадиях полного жизненного цикла изделия, начиная с проектирования, вплоть до финишного контроля, испытаний и статистического анализа результатов эксплуатации у потребителей представлен на диаграммах рисунка 2:

1. Модуль «Проектирование » - на первом этапе предусматривает анализ и оптимизацию основных характеристик и конструкции МПТШ, разработку и изготовление прецизионных фотошаблонов и особо точного позиционирования оснастки и литьевых форм. Составной частью в модуль «Проектирование» входит модуль «Модернизация», обеспечивающий получение новых характеристик, ранее освоенных приборов, на основе внедрения улучшенных конструкций, новых материалов и современных технологий.

2. Модуль «Кристалл» - на втором этапе предполагает поиск оптимального технологического маршрута, разработку промышленных технологий и необходимого для их внедрения процессов и оборудования, разработку методов и системы технологического контроля, а также состава специального измерительного и проверочного оборудования.

3. Модуль «Транзистор» - на третьем этапе включает в себя комплекс работ по организации и обеспечению эффективного функционирования серийного производства МПТШ:

- организацию производства прецизионных СВЧ-корпусов, субмикронных чипов и транзисторов;

- проведение приемо-сдаточных и периодических испытаний серийной продукции; создание эффективной системы управления качеством и надежностью;

- обеспечение гарантийного и постгарантийного обслуживания потребителей; восстановление и модернизацию, ранее освоенных транзисторов, с улучшенными характеристиками по техническим требованиям потребителей.

Структура проектирования на первом этапе предусматривает проведение теоретического анализа взаимосвязи схемотехнических характеристик транзисторного кристалла, топологии размещения функциональных элементов и электрофизических характеристик эпитаксиальных и топологических профилей с наиболее важными параметрами МПТШ (максимальный ток стока; ток стока насыщения; паразитные сопротивления стока, истока и канала; крутизна характеристики; пробивное напряжение сток-исток и др.). Далее проводится расчет основных параметров кристалла транзистора, в том числе выбор параметров эпитаксиальных слоев, выбор типа базовой ячейки, оптимизация топологии кристалла, рабочего напряжения МПТШ.

Исходя из проведенного анализа, можно сделать вывод, что для разработки МПТШ необходимо оптимизировать следующие основные характеристики:

- для увеличения необходимо увеличить концентрацию носителей в канале, выбирая соответствующую толщину в активном слое, увеличение концентрации в канале позволяет увеличивать как размах по току, так и крутизне даже при условии сохранения постоянным напряжения отсечки;

- для увеличения напряжения пробоя между стоком и истоком необходимо снижать концентрацию носителей в канале, что при условии сохранения постоянным напряжения отсечки приводит к уменьшению максимального тока 1макс;

- уменьшать сопротивление между истоком и стоком Яси;

- уменьшать емкость затвора Сзи.

Технические требования на

модернизацию

Система управления качеством

Сигшртпр^уфаити Прягтаров««. рор<6оти а дсммк фмиедст' СТП ГУкЯ1 Ш.- 2М7

Сикмрт ар<ап(жгпв ТЗрлюмфв ■ уграатеже гумокйстеэь'

СТППАРЫ. 1Я- ги?

Сг»нд*1 прсдоотм "С истей )пр>таа (Гхстмм тсшсгепсмсвп фсцка' ГШ ПАРК. М.-2М7

оддошгг» "Оя»«*» громд«>«с юрреггерукщ«! КОАХК™"' СТП ПАРЫ. М2.-2М7

Ст«пд1рг грчгомпм Тла«» МИДО»ИТ1

»«ста Постоем вЛсгг/юшр* пшксм по мет») ГЬпсиям, «I

стл пары, мг- гш

Лаборатория анализа отказов

Анализ внешнегс вида изделия

а ракт« ристи

Проверка электрических параметров на соответствие требованиям ТД

"Углубленный анализ разрушающих мвгодо

Визу ал ьп о-о птич

М и кр осъвм | (при необходим

ПОТРЕБИТЕЛИ

Склад готовой продукции

АП915 А,Б АП910 А, Б АП925 А,Б,В АП930 А, Б, В АП796 А.БДГ.Д

АП602 А,Б,В,Г, АП603 А, Б АП605 А,Б АП606 А,Б,В

АП604 А,Б,В,Г АП608 А,Б

МОДУЛЬ "Т Р А Н

Технологический маршрут

Упаковка

3 И С Т О Р"

Технологическое оборудование оценки параметров

Герметизация и маркировка

Проверка по электрическим параметрам

Термоэлектротренировка

Сортировка по электрическим параметрам

Проверка ЕЙХ

Стенд для испытан надежности ЖКМ2.Б20.023

Измеритель выходной

МОЩМОЬТй

ЖКМ4.БЗЗ.ООО

ЖКМЗЧ14.00А

(меритель характеристик крутизны транзистора ЖКМ2.651.040

Технологическое оборудование сборочных операций

Рззварка выводов 60288.00062

Наклейка кристаллов 60288.00057

Установка ыикросварки выводов транэистсфа ЗИ -4370

Напайка плат и конденсаторов 60288.00003

Сортировка кристаллов по группам ЖК 60117.00018

Сортировка по электрическим параметрам__

Установка микросваркл выводов транзистсра (КогттактИА)

Усшовкг

Установка ультразвуковой пайки ЖКЫ 2.335.010

По/туавтонаттрехзондовый ЖКМ2.811.012

МОДУЛЬ "СВЧ корпус"

Бмзв*орнаи оггвмловк< прациаионнмх фланц«« ■кладмшай и выводов

1итьв и отжиг керамики:

Полуавтомат для питья керамичеакх деталей 90100.000

Сборка корпуса в кассету I

ЭпегфотечЛс£К*СК11/1610-8 Эпеетролечь колпак. ЦЭП 24 Эпетюп&*ь_"БЛОКИ"

Гальваничаско* осажден и < никеля, эолота:

Устанокз струимого эсллемия 3014649 Ванны гальванические МН2-58

Контроль качества корпуса

Установи контроля герметичное™ УКГК-2А

МОДУЛЬ "КРИСТАЛЛ"

МОДУЛЬ "КРИСТАЛЛ"

МОДУЛЬ "ПРОЕКТИРОВАНИЕ"

МОДУЛЬ "ПРОЕКТИРОВАНИЕ"

Рис.2. Схема промышленно-инновационной системы

Следовательно, при оптимизации выходной мощности приходится искать компромиссные решения для определения значений этих параметров, вследствие этого, основным путем увеличения отдаваемой мощности с единицы ширины затвора является повышение рабочего напряжения. Пробивное напряжение сток-исток в большей степени определяется не концентрацией носителей в канале, а зависит от структуры транзистора в поперечном разрезе, состояния поверхности, качества буферного слоя и условий на границе буферного и активного слоев.

После оптимизации основных характеристик, были разработаны конструкции базовой ячейки и всего кристалла МПТШ. В конструкцию кристалла заложены тестовые модули (ширина затвора теста соответствует ширине затвора элементарной ячейки и составляет 150 мкм), позволяющие оперативно получать информацию о ходе технологического процесса и соответствия полученных результатов рассчитанным параметрам базовой ячейки. На рис. 3 показаны показаны чертежи поперечного разреза и внешнего вида всего кристалла разработанного МПТШ.

\А/т = 5,4 мм 1д = 1 + 0.8 мкм

Рис. 3. Чертеж поперечного разреза и внешнего вида кристалла МПТШ.

Проведен математический расчет, исходя из критериев оптимизации конструкции кристалла и основных характеристик. Следует отметить достаточно точное соответствие расчетных и экспериментальных данных - погрешность, включающая в себя и погрешность измерения на ПНХТ статических характеристик ПТШ, не превышает ±6%. (Табл.1)

Таблица 1

^макс расч ^макс изм ^макс расч / 1макс изм 1ко расч 1ко из.ч /ко расч / 1ко изм ^ о расч О ихя ^орасч / о ихч

7=0,15мм 56 мА 58мА 0,97 32 мА 34 мА 0,94 12,0 мА/В 12,5 мА/В 0,97

г=5,4мм — — — 1.22 А 1,16А 1,05 426 мА/В 450 мА/В 0,95

Составной частью в модуль «Проектирование» входит модуль «Модернизация», обеспечивающий получение новых характеристик, ранее освоенных приборов, на основе внедрения улучшенных конструкций, новых материалов и современных технологий.

Третья глава посвящена основной части поэтапного проектирования МПТШ -разработке структуры оптимального технологического маршрута и новых технологических процессов формирования твердотельных полупроводниковых структур, модели и оптимальных режимов сборочно-монтажных процессов. При изготовлении кристалла МПТШ используется ряд технологических процессов - ионное легирование, ионно-химическое и плазмо-химическое травление, вакуумное напыление, «взрывная» и прямая фотолитографии. Структура организации промышленно-технологического комплекса серийного производства МПТШ на арсениде галлия представлена на Диаграммах 1,2 (Модули «Кристалл» и «Транзистор»),

Для реализации задач по созданию оптимального технологического маршрута разработан и внедрен в производство комплекс новых промышленных процессов и технологий:

- метод формирования мезаструктуры, включающий тонкое химическое подтравление п +-слоев на глубину 0,2-0,25 мкм и многостадийную протонную бомбардировку;

- технология нанесения диэлектрических пленок 8Ю2, которые необходимо наносит при пониженной температуре, методом окисления моносилана при температуре 250-300 оС. С целью получения низкотемпературного окисла, обладающего повышенной плотностью и, в связи с этим малым боковым подтравливанием, при участии автора была разработана установка магнетронного нанесения слоя оксида кремния на базе установки вакуумного напыления УРМ3.279.026ТУ;

- метод комбинации низкотемпературных межслойных диэлектриков для обеспечения организации производственного цикла по технологии «взрывной» фотолитографии;

- процесс низкотемпературного напыления систем металлизации затвора и промежуточных слоев на основе Т1/А1 и ТУАи, по своей надежности не уступающих системам металлизации на основе высокотемпературного вольфрама;

- процессы формирования омических контактов и барьеров Шоттки методом обратной фотолитографии (так называемая, «взрывная» фотолитография);

- способ повышения рабочего напряжения МПТШ, особенностью которого является использование комбинации двойного углубления затворной канавки в сочетании с системой низкотемпературной металлизации Т1/А1.

На основе новых технологических процессов формирования твердотельных полупроводниковых структур и внедрения специального технологического оборудования была разработана структура оптимального технологического маршрута изготовления кристалла (Рис.4.) и всего транзистора (Комплект технологической документации на процесс изготовления транзистора ЖК7.344.394 на ФГУПГЗ «Пульсар»),

Технологический маршрут изготовления МПТШ, представленный на рис.3 а,б,в,г,д,е, основан на применении метода так называемой «взрывной» фотолитографии и использовании комбинации двойного углубления затворной канавки в сочетании с системой низкотемпературной металлизации Т1/А1, обладающей повышенной надежностью. Использование этого метода позволяет существенно сократить технологический цикл создания МПТШ, а также за счет получения более ровных краев металлизации электродов транзисторной структуры повысить пробивные напряжения затвор-исток, сток-исток.

Разработан типовой сопроводительный лист технологического маршрута изготовления транзисторного кристалла АП910, АП915. В сопроводительном листе также отражен полный набор контрольных технологических операций, входящих в сквозную систему повышения качества изделия.

Вжигание и контроль сопротивления омических контактов

фоторезист - 5А -магнетрон Щ ■ Айве

| |-изоляцияН* - 5'О; -термин. | ) Ац

Вакуумное напыление затвора Т1 - Л/

И ■ фоторезист Щ-¡Юг-термин §?; - Л | ] ~ изоляция Н~ ■ -Мх ■ -магнетрон. ■Аи

Щ| - фоторезист - 'Ю. -магнетрон Щ ■ Дибе

| | - изоляция Н* ^ - -термин Аи

5. Формирование затвора

"Взрывная'система - комбинация диэгектриков -фоторезист + двойное углубление

щ - фоторезист |у: - 5*0, -магнетрон

| ' изоляция н" - 50; •термин.

Вакуумное напыление омконтаптов Аиве-Аи

Контроль изоляции между мезами

• -1 - изоляция Н

2. Протонная изоляция мезы

3.

| - фоторезист

Формирование омических контактов

"Взрывная' система-комбинаи и я диэлектриков-фоторезист

Щ - фоторезист Щ - Айве

Г?1 - изоляция Н+ Ц • Аи

I' ;■■' | - изоляция Н* Ц • Айве

ЕЗД - 5/0; -магнетрон. | | - Аи г Ш1" 5*Рг -термич.

4. Формирование канавки дотравливания

Контроль ВАХтестовых транзисторов

■ фоторезист Ц| - 5/0; -термич. ЬгЪ_ ,7 изоляция Н^ ^-Аибе -А/

¡^о - 5/0, -могнетрон. | | ■ Аи

6. Формирование двухуровневой металлизации

П7!- изоляция Н* З-АиСс Щ-А/

I I - 5Юр -магнетрон. - Аи >\> - Аи гальв.

Щ]-510;-термич. ^Ц- н

7. Шлифовка обратной стороны

Рис. 4. Структурная технологическая схема изготовления кристалла МПТШ

Работоспособность МПТШ на арсениде галлия, его надежность и параметры во многом предопределяются конструкцией корпуса. Конструкции корпусов таких транзисторов имеют свои специфические особенности. В частности, из-за низкой теплопроводности арсенида галлия (почти в три раза меньшей, чем у кремния) становится критичным вопрос отвода тепла от полупроводниковой структуры.

Существенное снижение коэффициента усиления за счет отрицательной обратной связи через индуктивность в общем истоке делает первостепенной решение проблемы снижения этой индуктивности в конструкции корпусов МПТШ.

Исходя из требований к параметрам серии разработанных МПТШ, организовано производство различных модификаций СВЧ корпусов.

В конструкции корпуса транзистора АП915 А-2,Б-2 на фланце, внутри изолятора, размещен профилированный вкладыш из бескислородной меди (рис. 5) на площадках 3 и 4 которого монтируют платы согласования, а на площадке 5 полупроводниковые кристаллы. При этом высота прецизионного выступа равна толщине кристалла при полном отсутствии радиуса закругления, что и обеспечило минимальную индуктивность соединений между истоком кристалла и фланцем, являющимся общим выводом транзистора при хорошем теплоотводе.

Технологический маршрут - ЖК3.506.130; ножка 7574743.10100.30023- транзистор

АП915.

Л ж -Л I 8

1

07-ая

7-0»»

Рис. 5 Конструкция медного фланца для напайки плат согласования и кристаллов

транзистора.

На рис. 6 представлена конструкция корпуса транзистора АП930А,Б,В с отдаваемой мощностью 10 Вт в диапазоне частот 6 ГГц, которая, по сравнению с предыдущей, имеет существенно большие габаритные размеры 17,2 мм х 24 мм.

' 1 1 С|

1 !

Рис. 6. Корпус транзистора «Паровоз»

Основные элементы конструкции: керамический изолятор из керамики ВК-94-1, коваровый ободок, медная пластина, предназначенная для посадки транзисторных кристаллов, массивный медный фланец, никелевые вывода.

Режим работы транзистора АП930А-2, Б-2, В-2 выдвигает требования интенсивного отвода тепла от шести транзисторных кристаллов. Эти требования определили выбор материала (медь) и массивность теплоотвода и, соответственно, конструктивные и технологические особенности изготовления герметичного корпуса.

Комплекс разработанных технологических процессов позволил организовать серийное производство корпусов для средней и большой мощности транзисторов на арсениде галлия КТ-54, КТ-60, КТ-75 и других.

Специфические требования к арсениду галлия обуславливают требование минимизации времени воздействие высоких температур в процессе монтажа и присоединения кристаллов. Термические воздействия в процессе испытаний и эксплуатации, изменяющиеся в широком диапазоне (от -65°С до +175°С), значительные различия в КТЛР используемых материалов приводят к изменению тепловых и электрических параметров ' 21

транзисторов на арсениде галлия, при этом скорость деградационных процессов экспонентно возрастает при увеличении температуры и локализуется в области микронеоднородностей на границе раздела «кристалл - медная пластина», вызывая перегрев активной области структуры, ухудшение электрических параметров МПТШ и даже разрушение кристалла.

По установленным закономерностям и режимам сборочно-монтажных процессов методами монтажа кристаллов на серебросодержащий клей и термокомпрессионной микросварки, обоснованному выбору состава и толщины многослойной металлизации планарной стороны кристалла, а также способу подготовки непланарной поверхности кристалла обработкой в химически активных средах построена структурно-логическая схема всех сборочных технологических операций, обеспечивающая получение устойчивых значений по прочности монтажа и микросварных соединений в разработанной и освоенной в производстве серии мощных транзисторов на арсениде галлия.

Повышенные требования к электрофизическим и эксплуатационным параметрам современной радиоэлектронной аппаратуры заставляют решать проблемы обеспечения надежности на всех этапах многоступенчатого проектирования - с выбора исходных материалов, конструкции изделия, принципов построения производственного процесса.

Для обеспечения качества и надежности МПТШ одновременно были разработаны и внедрены два направления:

Статистическое направление, строящее заключения на основе обобщения и анализа большого объема экспериментального материала;

Физико-техническое направление изучения надежности, основанное н контроле параметров и изучении физики процессов, протекающих в приборах.

В результате проведенных работ выпущен комплект стандартов ФГУП «Г «Пульсар», регламентирующий порядок управления качеством функционировали технологических процессов, позволяющий оперативно и системно поддержива электрофизические характеристики и показатели надежности серии МПТШ на арсенид галлия.

- Стандарт предприятия «Организация и управление производством

- СТП ПАРМ.014-2007;

Стандарт предприятия «Система управления качеством технологическог процесса» СТП ПАРМ.009-2007;

Стандарт предприятия «Система менеджмента качества. Постоянно действующ-комиссия по качеству. Полномочия, порядок работы и реализация решений» СТ ПАРМ. 002-2007;

- Стандарт предприятия «Проектирование, разработка и освоение производствам СТП ПАРМ 003-2007;

- Стандарт предприятия «Организация проведения корректирующих воздействий) СТП ПАРМ.010-2007.

Развитие электронной промышленности характеризуется непрерывны* ужесточением требований к надежности полупроводниковых изделий. Как следствие этог все более актуальным становится физический подход к изучению надежности

В основе физико-технического подхода лежат: всестороннее изучение основн физических процессов, обуславливающих доминирующие отказы конкретного класс приборов, математическое моделирование этих процессов, разработка на этой основ различных методов по обеспечению и повышению надежности

В качестве основных параметров, определяющих область допустимых режимо работы транзисторов, задают максимально допустимые значения тока 1макс, напряжения имак рассеиваемой мощности РмаКс, температуры активной области структуры ТмаКс. В предел этой области транзисторы должны удовлетворять всем требованиям по надежности, частности, гарантийная наработка на отказ должна быть не менее 25+30 тыс. часов, некоторых областей применения - 100-450 тыс. часов.

При повышении рабочих частот и отдаваемой мощности граница облает допустимой работы приближается к области физических ограничений, т.е. к режимам, пр

достижении которых различные фундаментальные процессы в структуре транзистора вызывают формирование предельных состояний и систематические отказы транзисторов.

Метод снижения развития катастрофических явлений в МПТО1, связанных преимущественно с ударной ионизацией в сильных электрических полях основан на использовании низкотемпературной системы межслойных диэлектриков и «взрывной» фотолитографии для получения топологических профилей кристалла МПТШ, обеспечивающих практически идеальную однородность края затворной, стоковой и истоковой металлизации.

На практике физический подхода был реализован применительно к контролю качества мощных полевых транзисторов с барьером Шоттки (МПТШ) - АП915. Отличительной чертой таких транзисторов являются субмикронные размеры отдельных элементов и их относительно большая площадь активной структуры. В результате проведенных работ в технологический цикл производства МПТШ внедрен метод диагностирования неоднородных состояний в виде микроплазм, проявляющихся при развитии лавинного пробоя в домене сильного поля.

В четвертой главе рассмотрен промышлеино-инновационный подход к восстановлению и модернизации серийного производства. Исходя из вышеизложенного, понятно резкое повышение в современной России интереса к вопросам восстановления и модернизации производства, ранее освоенных и серийно выпускавшихся МПТШ на арсениде галлия.

Однако бюджетом не предусмотрена статья расходов и, следовательно, цеувое финансирование на восстановление и модернизацию производства.

В результате суммарного воздействия факторов, связанных с организацией финансирования, поиска и осуществления научно-технических решений работы по восстановлению производства МПТШ значительно превышают по своей трудоемкости и напряженности те же работы в плановой опытно-конструкторской работе (ОКР).

Процесс восстановления и модернизации производства МПТШ на арсениде галлия представлен как совокупность научно-технических и конструктивно-технологических мероприятий, направленных как на расширение частотных диапазонов применения МПТШ, так и на повышение их исходных электрофизических и динамических характеристик, показателей надежности. В этом смысле восстановление и модернизация производства является составной частью (модуль «Модернизация» - диаграмма 1) промышленно-ииновационяой структуры серийного производства МПТШ на арсениде галлия, соответствующего современным техническим и технологическим требованиям, обеспечивающим экономическую рентабельность серийного производства.

Предложены, обоснованы и реализованы научно-технические представления о восстановлении и модернизации производства СВЧ ЭТК на арсениде галлия как составной части промышленно-инновационной структуры полного жизненного цикла серийного производства МПТШ на арсениде галлия.

В 2005-2008г.г. на ФГУП ГЗ «Пульсар» восстановлено производство транзисторов типов АП603, АП606, АП910, АП915 и др., что на практике позволило организовать и обеспечить эффективное функционирование промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ на арсениде галлия. С использованием разработанной концепции восстановлено также серийное производство кремниевых СВЧ мощных биполярных и полевых транзисторов, мощных микросхем, что позволило обеспечить потребителей отечественными электронными компонентами

Проведенные работы по восстановлению и модернизации производства СВЧ МПТШ в широком диапазоне частот и достижение высокого уровня технологических процессов, позволили приблизить состояния материальной базы твердотельной СВЧ-электроники к уровню техники, обеспечивающей промышленно-серийный выпуск ЭТК на арсениде галлия с минимальными топологическими размерами. Это дало возможность сконцентрировать финансовые и научно-технологические ресурсы на' развитии критических и прорывных технологий федерального уровня по приоритетным

сконцентрировать финансовые и научно-технологические ресурсы на развитии критических и прорывных технологий федерального уровня по приоритетным направлениям развития радиоэлектроники, и, в первую очередь, на развитии технологий создания электронных компонентов на арсениде галлия.

ВЫВОДЫ

1, Разработанные физико-технические принципы функционирования МПТШ, созданные новые перспективные конструкции и высокоэффективные промышленные процессы и технологии, реализованные алгоритмы поэтапного проектирования применительно ко всем основным этапам полного жизненного цикла МПТШ от проектирования до финишного контроля, испытаний и статистического анализа результатов эксплуатации серийных изделий у потребителей (анализ, математический расчет и оптимизация характеристик базовой ячейки и всего кристалла с выбранными концентрациями в функциональных микрообъемах, методы улучшения динамических характеристик МПТШ, новые промышленные процессы и технологии формирования твердотельных полупроводниковых структур, модель и оптимальные режимы сборочно-монтажных процессов, теоретические разработки и практическое освоение комплекса специфических методов и режимов испытаний, комплексная система управления качеством) обеспечили организацию и эффективное функционирование промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ широкой номенклатуры на ФГУП «ГЗ «Пульсар».

2. По результатам диссертационной работы на ФГУП ГЗ «Пульсар» освоено производство более 50 типов новых конструкций МПТШ (напр., АП910А-2, Б-2; АП915А-2, Б-2; АП967А-2, Б-2, В-2, Г-2, Д-2, Ж-2, Е-2; АП930А-2, Б-2, В-2 и др.). Суммарный выпуск МПТШ на арсениде галлия составил более 1,0 млн. штук. Сформирована широкая номенклатура новых перспективных типов электронных компонентов - мощных СВЧ полевых транзисторов с барьером Шоттки на арсениде галлия (МПТШ), позволившая обеспечить развитие критических и прорывных технологий при производстве радиоэлектронной аппаратуры и систем общего, двойного и специального назначений.

3. Разработан алгоритм построения и эффективного функционирования промышленно-инновационной системы, состоящий из трех основных комплексных научно-производственных модулей, объединенных единой структурой оптимального технологического маршрута и конструкторско-технологической взаимосвязью.

4. В процессе разработки алгоритма построения и эффективного функционирования промышленно-инновационной системы был создан и освоен комплекс инновационных инженерно-физических решений и высокоэффективных промышленных процессов и технологий, включающий:

- метод расчета статических и динамических характеристик МПТШ в приближении «плавного канала» для случая однородного легирования и модели двух областей для полевой зависимости;

- концепцию улучшения динамических параметров разработанной новой конструкции базовой ячейки и всего кристалла МПТШ за счет минимизации его паразитных конструктивных сопротивлений и емкостей в цепи затвор-исток, затвор-сток;

способ повышения рабочего напряжения МПТШ, особенностью которого является использование комбинации двойного углубления затворной канавки в сочетании с системой низкотемпературной металлизации Ti/Al;

способ конструирования и изготовления СВЧ корпусов, основанный на применении специальных фланцев из бескислородной меди с прецизионным выступом для монтажа кристаллов

- метод формирования мезаструктуры, включающий тонкое химическое подтравление п+-слоев на глубину 0,2-0,25 мкм и многостадийную протонную бомбардировку;

- процесс низкотемпературного напыления систем металлизации затвора и промежуточных слоев на основе Ti/Al и Ti/Au;

- процесс низкотемпературного нанесения межслойных диэлектриков, полученных комбинацией окисления моносилана при температуре 250-300°С и магнетронного распыления при температуре 150-200°С;

- метод «взрывной» фотолитографии с использованием комбинации низкотемпературных диэлектриков - фоторезист;

- модель и оптимальные режимы сборочно-монтажных операций.

5. Разработана комплексная система управления качеством и надежностью МПТШ на основе:

системы испытаний МПТШ по статическим и динамическим параметрам, построенной на принципах статистического регулирования технологического процесса (СРТП) (типовые сопроводительные листы, операционные и контрольные карты, обеспечивающие количественный и качественный контроль процессов);

- физико-технического подхода определения границы области допустимой работы МПТШ, которая при повышении рабочих частот и отдаваемой мощности приближается к области физических ограничений, т.е. к режимам, при достижении которых различные физические процессы в структуре транзистора вызывают формирование предельных состояний и систематические отказы транзисторов.

б. Предложен и обоснован промышленно-инновационный подход к восстановлению и модернизации производства, ранее освоенных и серийно выпускавшихся, СВЧ МПТШ на арсениде галлия. Сутью этих представлений является понимание процесса восстановления и модернизации производства как совокупности научно-технических и конструктивно-технологических мероприятий, направленных как на расширение частотных диапазонов применения МПТШ, так и на повышение их исходных электрофизических и динамических характеристик, показателей надежности. В этом смысле восстановление и модернизация производства МПТШ на арсениде галлия представляется как составная часть полного жизненного цикла изделия. В 2005-2008г.г. на ФГУП ГЗ «Пульсар» восстановлено производство транзисторов АП603, АП606, АП910, АП915 и др., что на практике позволило организовать и обеспечить эффективное функционирование промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ на арсениде галлия, соответствующей современным техническим и технологическим требованиям и обеспечивающей экономическую рентабельность серийного производства. С использованием разработанной концепции восстановлено также серийное производство кремниевых СВЧ мощных биполярных и полевых транзисторов, мощных микросхем, что позволило обеспечить потребителей отечественными новыми и традиционными СВЧ электронными твердотельными компонентами.

7. Научно-практическая и физико-технологическая значимость полученных результатов выходит за рамки организации серийного производства разрабатываемой в диссертационной работе номенклатуры электронных твердотельных компонентов и технологий и может быть использована при разработке концепции создания научно-производственных инновационных комплексов (НПИК), обеспечивающих промышленно-серийный выпуск новейших разработок ЭТК с наноразмерными топологическими нормами проектирования и позволяющих сконцентрировать финансовые и научно-технологические ресурсы на развитии критических и прорывных технологий федерального уровня по приоритетным направлениям развития радиоэлектроники.

Список работ автора по теме диссертации

1. Буробин В.А., Данилин В.Н. Оптимизация конструкции и технологии мощных полевых транзисторов (МПТШ) на арсениде галлия сантиметрового диапазона.- Электронная техника, серия 2, Полупроводниковые приборы, 2005, выпуск 1-2, стр.42-46.

2. Буробин В.А. Система качества и обеспечение надежности при производстве СВЧ транзисторов на ФГУП «ГЗ «Пульсар» - Электронная техника, серия 2, Полупроводниковые приборы, 2005, выпуск 1-2, стр.34 -41.

3. Буробин В.А. Разработка высокоэкономичного светодиодного кластера на наноструктурах GaN - Электронная техника, серия 2, Полупроводниковые приборы, 2008, выпуск 1, с. 27-32.

4. Буробин В.А. Завод «Пульсар». Компетентное мнение - Электроника. Наука. Технология. Бизнес, 2005, № 4, стр. 4 -7.

5. Буробин В.А. Государственное унитарное предприятие «Государственный завод «Пульсар» - Электронная промышленность. Наука. Технология. Изделия, 2003, №2, стр.13-16.

6. А.А.Щука, Я.И.Малашко, В.А.Буробин, Г.Ф.Буря. Квантовая и оптическая электроника -Учебное пособие / Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования МИРЭА, Москва, 2004, 135 с.

7. А.А.Щука, Н.Н.Соловьев, В.А.Буробин, М.И.Критенко. Микроэлектроника и микросхемотехника - Лабораторный практикум / Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования МИРЭА, Москва, 2005, 60 с.

8. Буробин В.А., Данилин В.Н. Исследование технологии и параметров мощных полевых транзисторов на арсениде галлия - Материалы Международной научно-практической конференция «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», 2004, МИРЭА, Москва, с.139-143.

9. Буробин В.А. Стратегия развития производства современных изделий электронной техники - Тезисы докладов Научной конференции «Твердотельная СВЧ электроника, приборы силовой электроники, микроэлектроника и изделия на основе ПЗС», 2003, ГУП НПП «Пульсар», Москва, с. 10-13.

- Материалы Общероссийской конференции «О состоянии и мерах по повышению качества вооружения и военной техники», Ростов - на-Дону, 2005, с.121-123.

10. В.А.Буробин, А.М.Коновалов. Актуальные вопросы производства транзисторов на основе арсенида галлия - Материалы Международной научно-практической конференция «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», 2004, МИРЭА, Москва, с.144-147.

11. В.А.Буробин, Л.М.Пазинич, С.Е.Рудаков. Комплексный подход в планировании направлений производственно-технологического развития ФГУП ГЗ «Пульсар» на ближайшие годы - Материалы Научно-технической конференции «Твердотельная электроника, сложные функциональные блоки РЭА», Владимир, 2007, с.12-13.

12. В.А.Буробин, А.М.Коновалов, Л.М.Пазинич. Развитие специализированных конструкторских бюро в структуре завода и Проблемной лаборатории в техническом университете МИРЭА для технической поддержки производства на государственном заоде «Пульсар», - Материалы Научно-технической конференции «Твердотельная электроника, сложные функциональные блоки РЭА», Владимир, 2007, с. 14-15.

13. В.А.Буробин, А.М.Коновалов. Актуальные конструкторско-технологические вопросы изготовления мощных СВЧ арсенидгаллиевых транзисторов S и X диапазонов -Материалы Научно-технической конференции «Твердотельная электроника, сложные функциональные блоки РЭА », Владимир, 2007, с.50-51.

14. Буробин В.А. На стратегическом направлении, Лица бизнеса, 2000, № 12, стр.8-9.

15. Буробин В.А., Енишерлова К.Л., Савушкин Ю.А., Русак Т.Ф., Тригубович Т.Н. Изобретение «Способ полирования полупроводниковых материалов», патент № 2295798, заявка № 2004138146, приоритет от 27 декабря 2004г, ФГУП «ГЗ «Пульсар», Москва, 15с.

Подписано в печать 25.12.08г. Формат 60x84 1/16 Тираж 100 экз. Отпечатано на ФГУП «ГЗ «Пульсар»

Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)» 119454, Москва, прЛЗернадского, 78

ВВЕДЕНИЕ.

1. Исследование и развитие физико-технических принципов функционирования мощных полевых транзисторов с барьером Шоттки

МПТШ) на арсениде галлия.

• 1.1 .Анализ перспективных конструкций, материалов и технологий

1.2. Теоретический расчет и анализ статических и динамических характеристик МПТШ на арсениде галлия.

1.2.1. Анализ вольтамперных характеристик МПТШ.

1.2.2. Аналитический расчет основных характеристик МПТШ.

1.3. Выводы по главе.

2. Алгоритм построения и конструкторско-технологические принципы поэтапного проектирования применительно ко всем основным этапам полного жизненного цикла МПТШ.

2.1. Анализ и оптимизация основных характеристик и конструкции МПТШ.

2.2. Разработка конструкции, математический расчет и оптимизация основных характеристик базовой ячейки и всего кристалла МПТШ.

2.3. Выводы по главе.

3. Разработка промышленных технологий, организация и обеспечение эффективного функционирования промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ.

3.1. Создание промышленных технологий МПТШ.

3.1.1. Метод многостадийной протонной бомбардировки эпитаксиальных слоев арсенида галлия для улучшения планарности кристалла.

3.1.2. Разработка процессов нанесения низкотемпературных комбинаций диэлектриков и металлизаций для снижения паразитных параметров.

3.1.3. Разработка и оптимизация технологии «взрывной» фотолитографии для оптимизации топологических профилей кристалла.

3.2. Разработка оптимального технологического маршрута изготовления МПТШ.

3.3. Разработка и освоение производства новых конструкций корпусов.

3.4. Технологические процессы монтажа и присоединения выводов кристаллов МПТШ.

3.5. Комплексная система управления качеством и надежностью МПТШ.

3.5.1. Методика многоступенчатого технологического контроля, для оптимизации технологического маршрута.

3.5.2. Физико-технический подход обеспечения надежности.

3.6. Выводы по главе.

4. Промышленно-инновационный подход к восстановлению и модернизации серийного производства.

4.1. Метод инновационных преобразований в процессе восстановления и модернизации производства МПТШ.

4.2. Конструктивно-технологические аспекты восстановления производства.

4.3. Выводы по главе.

Актуальность работы

Современный уровень достижений в области разработок и производства СВЧ электронных твердотельных компонентов (ЭТК) и радиоэлектронной техники на их основе, являются одними из главных показателей принадлежности общества к высокоразвитому информационно-технологическому ' международному сообществу. Несмотря на катастрофический обвал промышленности последних 15 лет, по отношению к СВЧ электронным компонентам оставалось незыблемым требование сохранения минимально необходимого критического научно-промышленного потенциала, обеспечивающего экономическую, технологическую и военно-техническую независимость России. Более того, эти требования ужесточались, исходя из понимания:

- первостепенной важности СВЧ электронных твердотельных компонентов для создания опережающих по тактико-техническим характеристикам комплексов как радиоэлектронных, так и всех видов интеллектуальной военной техники;

- невозможности или нецелесообразности их закупки за рубежом в отличие от большинства других военно-технических направлений обеспечения комплектующими изделиями по соображениям оборонной, технологической и экономической безопасности.

Технологические приоритеты научно-технического развития радиоэлектронного комплекса на среднесрочную и долгосрочную перспективу до 2020 года выражены в поддержке и развитии критических и прорывных технологий федерального уровня, в первую очередь, на развитии технологий создания СВЧ ЭТК для следующих наиболее перспективных направлений: технологии твердотельной СВЧ техники; субмикронной технологии микроэлектроники и наноэлектроники; технологии многокристальных сборок и систем на пластине.

На основе СВЧ ЭТК в настоящее время разработаны и продолжают совершенствоваться миниатюрные и надежные приемопередающие модули для твердотельных радиолокационных станций (PJIC). Наземные, морские, авиационные и спутниковые PJIC позволяют решать многофункциональные задачи: от управления воздушным движением до обнаружения целей на больших расстояниях. На их основе совершенствуются также спутниковые системы связи; радио и цифровое телевидение.

За последние десятилетия в области диапазонов частот от единиц до сотен гигагерц и' мощностей от милливатт до сотен ватт используются разнообразные полупроводниковые технологии и материалы. С точки зрения полупроводниковых материалов в настоящее время на рынке СВЧ-электроники безраздельно доминируют приборы на арсениде галлия.

В силу своих электрофизических параметров арсенид галлия позволил расширить по сравнению с кремнием как верхний рабочий температурный диапазон до 150-200°С, так и верхний диапазон рабочих частот до 90 ГГц за счет более высокой - в два раза - дрейфовой скорости и в несколько раз - подвижности электронов, а также ширины запрещенной зоны (Е =1,43 эВ). Высокие электрофизические параметры арсенида галлия, а также возможность создания гетеропереходных структур типа AlGaAs/GaAs и других соединений А В позволили создать СВЧ диоды, транзисторы, интегральные схемы с улучшенными характеристиками.

Основные типы транзисторов в этой области — это традиционные полевые малошумящие и мощные транзисторы с барьером Шоттки (MESFET, ПТШ и МПТШ), полевые транзисторы с гетеропереходом (НЕМТ или ГПТШ), а также биполярные транзисторы с гетеропереходом (НВТ).

Современные СВЧ мощные полевые транзисторы на арсениде галлия с барьером Шоттки (МПТШ) применяются в различных областях твердотельной СВЧ - электроники. Выходная мощность таких транзисторов может изменяться от десятков милливатт до десятков ватт при коэффициенте полезного действия (КПД) от 10 до 60%. Широкое распространение получили транзисторы с внутренним согласованием нескольких кристаллов, с импедансами по входу и выходу приближенными к 50 Ом.

Процессы изготовления МПТШ и ПТШ, в целом, совпадают, так как МПТШ представляют собой множество параллельно объединенных базовых ячеек малошумящих ПТШ. Однако, в отличие от малошумящих ПТШ мощные транзисторы должны обеспечивать: высокие пробивные напряжения (более 25 В), низкое значение остаточного напряжения (< 2 В) в режиме насыщения при максимальных токах (более 12А); выдерживать воздействие статического электричества (до 4 кВ); большие мощности рассеивания (до 60 Вт); широкий температурный диапазон (- 60 до + 175 С).

Определяющую роль для обеспечения функционирования МПТШ при высокоэнергетических режимах эксплуатации играют следующие физико-технологические эффекты - перегрев канала, электромиграция металлов при воздействии времени и температуры, образование домена Ганна в области между затвором и стоком, зависимость пробивных напряжений затвор-исток, затвор-сток и исток-сток от геометрических размеров и уровня легирования, работа транзистора в области положительных значений напряжения на затворе.

Вследствие этого, с точки зрения физических процессов, происходящих в рабочем режиме, МПТШ являются значительно более сложными по функциональным и технологическим особенностям и, следовательно, более сложными с точки зрения разработки транзисторов с оптимальными параметрами.

Повышенные требования к обеспечению электрофизических характеристик, стабильности эксплуатационных параметров современной радиоэлектронной аппаратуры и ее важнейшей функциональной составляющей - СВЧ электронных твердотельных компонентов выдвигают проблему обеспечения качества и надежности МПТШ на арсениде галлия, соответствия их современным техническим и технологическим требованиям. Повышение конкурентоспособности СВЧ МПТШ возможно в современных условиях на базе развития инновационной деятельности. Одним из главных направлений развития и стимулирования инновационной деятельности является создание инновационной инфраструктуры, результатом эффективного функционирования которой является увеличение объемов наукоемкой продукции. Процесс создания нового (инновационного) прибора проходит все стадии полного жизненного цикла изделия, начиная с выдвижения идеи и разработки прототипа к серийному производству, поставке и эксплуатации у потребителей.

При этом необходимо комплексно учитывать в процессе создания нового (инновационного) прибора вышеперечисленные определяющие физико-технологические эффекты и механизмы, начиная с выбора исходных материалов, конструкции изделия и обеспечения необходимых технологических запасов вплоть до принципов организации и обеспечения эффективного функционирования промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ на арсениде галлия. Работы по решению этих задач продолжаются на всех стадиях жизненного цикла изделия, начиная < с этапов исследования и проектирования, вплоть до финишного контроля, производственных испытаний и данных из сфер эксплуатации.

На основании вышеизложенного, очевидна актуальность исследований по разработке новых конструкций МПТШ, организации и обеспечению эффективного функционирования промышленно-инновационной системы серийного производства качественных и надежных арсенидгаллиевых МПТШ, соответствующих современным техническим и технологическим требованиям. Цель работы

Целью данной работы является на основе исследования и развития физико-технических принципов функционирования МПТШ создание новых конструкций и высокоэффективных промышленных процессов и технологий, реализация разработанного алгоритма поэтапного проектирования и комплексной системы управления качеством, организация и обеспечение эффективного функционирования, промышленно-инновационной системы серийного производства СВЧ мощных полевых транзисторов с барьером Шотгки (МПТШ) на арсениде галлия с заданным уровнем электрофизических характеристик и эксплуатационных параметров.

Научная новизна

1. Сформирована широкая номенклатура новых перспективных типов электронных компонентов — мощных СВЧ полевых транзисторов с барьером Шоттки на арсениде галлия (МПТШ), позволившая обеспечить развитие критических и прорывных технологий при производстве радиоэлектронной аппаратуры и систем общего, двойного и специального назначений.

2. На основе исследования и развития физико-технических принципов функционирования МПТШ, создания новых перспективных конструкций и высокоэффективных промышленных процессов и технологий, реализации разработанных алгоритмов поэтапного проектирования применительно ко всем основным этапам полного жизненного цикла МПТШ организовано и обеспечено эффективное функционирование промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ.

3. В процессе создания новых перспективных конструкций и промышленных технологий разработан комплекс инновационных инженерно-физических решений, включающий: метод расчета статических ,и динамических характеристик МПТШ в приближении «плавного канала» для случая однородного легирования и модели двух областей для полевой зависимости подвижности на основе научно-технического анализа взаимосвязи физико-технических характеристик МПТШ с его наиболее важными параметрами характеризующими качество и воспроизводимость технологических процессов» (максимальный ток стока; ток стока насыщения; паразитные сопротивления стока, истока и канала; крутизна характеристики; пробивное напряжение сток-исток и др.), в результате которого выделен состав (Важнейших параметров для анализа и оптимизации конструкции МПТШ с заданными частотными, мощностными параметрами и показателями надежности; концепцию улучшения динамических параметров разработанной на основе анализа принципов конструирования, проведенных математических расчетов и оптимизации новой конструкции базовой ячейки и всего кристалла МПТШ за счет минимизации его паразитных конструктивных сопротивлений и емкостей в цепи затвор-исток, затвор-сток, основанную на применении разработанных методов многостадийной протонной бомбардировки глубоких эпитаксиальных слоев арсенида галлия и нанесения системы межслойных диэлектриков, полученных комбинацией окисления моносилана при температуре 250-300°С и магнетронного распыления при температуре 150-200°С, позволивших снизить паразитные емкости и сопротивления и гарантировано обеспечить на стадии производства заданные мощностные и частотные характеристики МПТШ; способ повышения рабочего напряжения МПТШ, особенностью которого является использование комбинации двойного углубления затворной канавки в сочетании с системой низкотемпературной металлизации Ti/Al; способ конструирования и изготовления СВЧ корпусов, основанный на применении специальных фланцев из бескислородной меди с прецизионным выступом для монтажа кристаллов.

4. Разработан алгоритм построения и эффективного функционирования промышленно-инновационной системы, состоящий из трех основных комплексных научно-производственных модулей, объединенных единой структурой оптимального технологического маршрута и конструкторско-технологической взаимосвязью.

5. Разработаны новые высокоэффективные промышленные процессы и технологии:

- метод формирования мезаструктуры, включающий тонкое химическое подтравление п+-слоев на глубину 0,2-0,25 мкм и многостадийную протонную бомбардировку; процесс низкотемпературного напыления систем металлизации затвора и промежуточных слоев на основе Ti/Al и Ti/Au; система низкотемпературных межслойных диэлектриков, полученных комбинацией окисления моносилана при температуре 250-3 00°С и магнетронного распыления при температуре 150-200°С; метод «взрывной» фотолитографии с использованием комбинации низкотемпературных диэлектриков - фоторезист; модель и оптимальные режимы сборочно-монтажных операций.

6. Разработана комплексная система управления качеством и надежностью МПТШ на основе: системы испытаний МПТШ по статическим и динамическим параметрам, построенной на принципах статистического регулирования технологического процесса (СРТП) (типовые сопроводительные листы, операционные и контрольные карты, обеспечивающие количественный и качественный контроль процессов); физико-технического подхода определения границы области допустимой работы МПТШ, которая при повышении рабочих частот и отдаваемой мощности приближается к области физических ограничений, т.е. к режимам, при достижении которых различные физические процессы в структуре транзистора вызывают формирование предельных состояний и систематические отказы транзисторов.

7. Предложен, обоснован и реализован промышленно-инновационный подход к восстановлению производства и модернизации, ранее освоенных и серийно выпускавшихся, СВЧ МПТШ на арсениде галлия. Сутью этих представлений является понимание процесса восстановления и модернизации производства как совокупности научно-технических и конструктивно-технологических мероприятий, направленных как на расширение частотных диапазонов применения МПТШ, так и на повышение их исходных электрофизических и динамических характеристик, показателей надежности. В этом смысле восстановление производства МПТШ на арсениде галлия,' представляется как составная часть полного жизненного цикла изделия, соответствующего современным техническим и технологическим требованиям, обеспечивающим экономическую рентабельность серийного производства. Практическая значимость

1. Разработанные физико-технические принципы функционирования МПТШ, созданные новые перспективные конструкции и . высокоэффективные промышленные процессы и технологии, реализованные алгоритмы поэтапного проектирования применительно ко всем основным этапам полного жизненного цикла МПТШ от проектирования до финишного контроля, испытаний и статистического анализа результатов эксплуатации серийных изделий у потребителей (анализ, математический расчет и оптимизация характеристик базовой ячейки и всего кристалла с выбранными концентрациями в функциональных микрообъемах, методы улучшения динамических характеристик МПТШ, новые промышленные процессы, и технологии формирования твердотельных полупроводниковых структур, модель и оптимальные режимы сборочно-монтажных процессов, теоретические разработки и практическое освоение комплекса специфических методов и режимов испытаний, комплексная система управления качеством) обеспечили организацию и эффективное функционирование промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ широкой номенклатуры на ФГУП «ГЗ «Пульсар».

2. Разработан и внедрен комплекс новых инновационных инженерно-физических I решений и созданных на их основе высокоэффективных промышленных технологий (многоступенчатая протонная бомбардировка, комбинация межслойных диэлектриков, «взрывная» фотолитография, низкотемпературная система, металлизации. Ti/Al, новые усовершенствованные конструкции СВЧ корпусов и др.), позволивших повысить рабочие напряжения МПТШ, снизить паразитные емкости, индуктивности и сопротивления и в результате уменьшить катастрофические отказы, увеличить процент выхода годных транзисторов в производстве и повысить их эксплуатационную надежность.

3. По результатам диссертационной работы на ФГУП ГЗ «Пульсар» освоено производство более 50 типов новых конструкций МПТШ (напр., АП910А-2, Б-2; АП915А-2, Б-2; АП967А-2, Б-2, В-2, Г-2, Д-2, Ж-2, Е-2; АП930А-2, Б-2, В-2 и др.). Суммарный выпуск МПТШ на арсениде галлия составил более 1,0 млн. штук. (Диаграмма 1). Использование этой номенклатуры МПТШ позволило повысить качество и надежность, увеличить мощностные и частотные характеристики и значительно снизить вес, габариты и стоимость радиоэлектронной аппаратуры различного функционального назначения. Впервые сформирована широкая номенклатура отечественных МПТШ на арсениде галлия.

4. Предложенный промышленно-инновационный подход к восстановлению производства и модернизации, ранее освоенных и серийно выпускавшихся, мощных СВЧ транзисторов на арсениде галлия, позволил восстановить в 2005-2008г.г. на ФГУП ГЗ «Пульсар» производство транзисторов АП603, АП606, АП910, АП915 и др., что на практике позволило организовать и обеспечить эффективное функционирование промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ на арсениде галлия, соответствующей современным техническим и технологическим требованиям и обеспечивающей экономическую рентабельность серийного производства. С использованием разработанной концепции восстановлено также серийное производство кремниевых СВЧ мощных биполярных и полевых транзисторов, мощных микросхем, что позволило обеспечить потребителей отечественными новыми и традиционными СВЧ электронными твердотельными компонентами.

5. Научно-практическая и физико-технологическая значимость полученных результатов выходит за рамки организации серийного производства разрабатываемой в диссертационной работе номенклатуры электронных твердотельных компонентов и технологий и может быть использована при разработке концепции создания научно-производственных инновационных' комплексов (НПИК), обеспечивающих промышленно-серийный выпуск новейших разработок ЭТК с наноразмерными топологическими нормами проектирования и позволяющих сконцентрировать финансовые и научно-технологические ресурсы на развитии критических и прорывных технологий федерального уровня по приоритетным направлениям развития радиоэлектроники.

Положения, выносимые на защиту

1. Научно-практический принцип организации и обеспечения эффективного функционирования промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ на основе реализации разработанных алгоритмов поэтапного проектирования применительно ко всем основным этапам полного жизненного цикла изделия от исследования и развития физико-технических принципов функционирования МПТШ, создания новых перспективных конструкций и высокоэффективных промышленных процессов и технологий до финишного контроля, испытаний и статистического анализа результатов эксплуатации у потребителей.

2. Новые инженерно-физические инновационные решения: метод расчета статических и динамических характеристик МПТШ в приближении «плавного канала» для случая однородного легирования и модели двух областей для полевой зависимости подвижности на основе научно-технического анализа взаимосвязи физико-технических характеристик МПТШ с его наиболее важными параметрами характеризующими качество и воспроизводимость технологических процессов (максимальный ток стока; ток стока насыщения; паразитные сопротивления стока, истока и канала; крутизна характеристики; пробивное напряжение сток-исток и др.), позволивший выделить состав важнейших параметров для анализа и оптимизации конструкции МПТШ с заданными частотными, мощностными параметрами и показателями надежности; концепция улучшения динамических параметров МПТШ за счет минимизации его паразитных сопротивлений, индуктивностей и емкостей путем формирования конструкции базовой ячейки транзистора с уменьшенными паразитными параметрами сопротивлений и емкостей в цепи затвор-исток и затвор-сток, основанная на разработанных методах многостадийной протонной бомбардировке глубоких эпитаксиальных слоев арсенида галлия и нанесения системы межслойных диэлектриков, повышения рабочего напряжения за счет использования комбинации двойного углубления затворной канавки в сочетании с системой низкотемпературной металлизации Ti/Al, что позволило снизить паразитные емкости и сопротивления и увеличить рабочее напряжение, а, следовательно, повысить мощностные и частотные характеристики МПТШ. способ конструирования и изготовления СВЧ корпусов, основанный на применении специальных фланцев из бескислородной меди с прецизионным выступом для монтажа кристаллов, что привело к уменьшению теплового сопротивления МПТШ и, следовательно, к повышению его надежности.

3. Алгоритм построения и эффективного функционирования промышленно-инновационной системы, состоящий из трех основных комплексных научно-производственных модулей, объединенных единой структурой оптимального технологического маршрута и конструкторско-технологической взаимосвязью.

4. Структура оптимального технологического маршрута изготовления МПТШ, содержащая следующие разработанные процессы и технологии:

- метод формирования мезаструктуры, включающий тонкое химическое подтравление п +-слоев на глубину 0,2-0,25 мкм и многостадийную протонную бомбардировку; процесс низкотемпературного напыления систем металлизации затвора и промежуточных слоев на основе Ti/Al и Ti/Au;

- система низкотемпературных межслойных диэлектриков, полученных комбинацией окисления моносилана при температуре 250-300°С и магнетронного распыления при температуре 150-200°С; метод «взрывной» фотолитографии с использованием комбинации низкотемпературных диэлектриков - фоторезист; закономерности и режимы сборочно-монтажных процессов при производстве МПТШ методами монтажа кристаллов на серебросодержащий клей и термокомпрессионной микросварки

5. Комплексная система управления качеством и надежностью МПТШ на основе: системы испытаний МПТШ по статическим и динамическим параметрам, содержащей типовые сопроводительные листы, операционные и контрольные карты, обеспечивающей количественный и качественный контроль процессов; физико-технического подхода определения границы области допустимой работы МПТШ, которая при повышении рабочих частот и отдаваемой мощности приближается к области физических ограничений, т.е. к режимам, при достижении которых различные физические процессы в структуре транзистора вызывают формирование предельных состояний и систематические отказы транзисторов.

6. Широкая номенклатура разработанных и освоенных МПТШ, охватывающая С -, Х-, К- диапазоны частот и выходные мощности до 15 Вт, позволившая обеспечить производство радиоэлектронной аппаратуры различного функционального назначения отечественной элементной базой.

7. Промышленно-инновационный подход к восстановлению производства и модернизации, ранее освоенных и серийно выпускавшихся, мощных СВЧ транзисторов на арсениде галлия, представленный как составная часть полного жизненного цикла изделия в сочетании с научно-техническими и конструктивно-технологическими мероприятиями, направленными как на расширение частотных диапазонов применения МПТШ, так и на повышение их исходных электрофизических и динамических характеристик, показателей надежности и соответствующий современным техническим и технологическим требованиям.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработанные физико-технические принципы функционирования МПТШ, созданные новые перспективные конструкции и высокоэффективные промышленные процессы и технологии, реализованные алгоритмы поэтапного проектирования применительно ко всем основным этапам полного жизненного цикла МПТШ от проектирования до финишного контроля, испытаний и статистического анализа результатов эксплуатации серийных изделий у потребителей (анализ, математический расчет и оптимизация характеристик базовой ячейки и всего кристалла с выбранными концентрациями в функциональных микрообъемах, методы улучшения динамических характеристик МПТШ, новые промышленные процессы и технологии формирования твердотельных полупроводниковых структур, модель и оптимальные режимы сборочноt монтажных процессов, теоретические разработки и практическое освоение комплекса специфических методов и режимов испытаний, комплексная система управления качеством) обеспечили организацию и эффективное функционирование промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ широкой номенклатуры на ФГУП «ГЗ «Пульсар».

2. По результатам диссертационной работы на ФГУП ГЗ «Пульсар» освоено производство более 50 типов новых конструкций МПТШ (например, АП910А-2, Б-2; АП915А-2, Б-2; АП967А-2, Б-2, В-2, Г-2, Д-2, Ж-2, Е-2; АП930А-2, Б-2, В-2 и др.). Суммарный выпуск МПТШ на арсениде галлия составил более 1,0 млн. штук. Сформирована широкая номенклатура новых перспективных типов электронных компонентов - мощных СВЧ полевых транзисторов с барьером Шоттки на арсениде галлия (МПТШ), позволившая обеспечить развитие критических и прорывных технологий при производстве радиоэлектронной аппаратуры и систем общего, двойного и специального назначений.

3. Разработан алгоритм построения и эффективного функционирования промышленно-инновационной системы, состоящий из трех основных комплексных научно-производственных модулей, объединенных единой структурой оптимального технологического маршрута и конструкторско-технологической взаимосвязью.

4. В процессе разработки алгоритма построения и эффективного функционирования промышленно-инновационной системы был создан и освоен комплекс инновационных инженерно-физических решений и высокоэффективных промышленных процессов и технологий, включающий: метод расчета статических и динамических характеристик МПТШ в приближении «плавного канала» для случая однородного легирования и модели двух областей для полевой зависимости; концепцию улучшения динамических параметров разработанной новой конструкции базовой ячейки и всего кристалла МПТШ за счет минимизации его паразитных конструктивных сопротивлений и емкостей в цепи затвор-исток, затвор-сток; способ повышения рабочего напряжения МПТШ, особенностью которого является использование комбинации двойного углубления затворной канавки в сочетании с системой низкотемпературной металлизации Ti/Al; способ конструирования и изготовления СВЧ корпусов, основанный на применении специальных фланцев из бескислородной меди с прецизионным выступом для монтажа кристаллов метод формирования мезаструктуры, включающий тонкое химическое подтравление п+-слоев на глубину 0,2-0,25 мкм и многостадийную протонную бомбардировку; процесс низкотемпературного напыления систем металлизации затвора и промежуточных слоев на основе Ti/Al и Ti/Au; процесс низкотемпературного нанесения межслойных диэлектриков, полученных комбинацией окисления моносилана при температуре 250-300°С и магнетронного распыления при температуре 150-200°С; метод «взрывной» фотолитографии с использованием комбинации низкотемпературных диэлектриков — фоторезист; модель и оптимальные режимы сборочно-монтажных операций. 5. Разработана комплексная система управления качеством и надежностью МПТШ на основе: системы испытаний МПТШ по статическим и динамическим параметрам, построенной на принципах статистического регулирования технологического процесса (СРТП) (типовые сопроводительные листы, операционные и контрольные карты, обеспечивающие количественный и качественный контроль процессов); физико-технического подхода определения границы области допустимой работы МПТШ, которая при повышении рабочих частот и отдаваемой мощности приближается к области физических ограничений, т.е. к режимам, при достижении которых различные физические процессы в структуре транзистора вызывают формирование предельных состояний и систематические отказы транзисторов.

6. Предложен и обоснован промышленно-инновационный подход к восстановлению и модернизации производства, ранее освоенных и серийно выпускавшихся, СВЧ МПТШ на арсениде галлия. Сутью этих представлений является понимание процесса восстановления и модернизации производства как совокупности научно-технических и конструктивно-технологических мероприятий, направленных как на расширение частотных диапазонов применения МПТШ, так и на повышение их исходных электрофизических и динамических характеристик, показателей надежности. В этом смысле восстановление и модернизация производства МПТШ на арсениде галлия представляется как составная часть полного жизненного цикла изделия. В 2005-2008г.г. на ФГУП ГЗ «Пульсар» восстановлено производство транзисторов АП603, АП606, АП910, АП915 и др., что на практике позволило организовать и обеспечить эффективное функционирование промышленно-инновационной системы серийного производства МПТШ на арсениде галлия, соответствующей современным техническим и технологическим требованиям и обеспечивающей экономическую рентабельность серийного производства. С использованием разработанной концепции восстановлено также серийное производство кремниевых СВЧ мощных биполярных и полевых транзисторов, мощных микросхем, что позволило обеспечить потребителей отечественными новыми и традиционными СВЧ электронными твердотельными компонентами.

7. Научно-практическая и физико-технологическая значимость полученных результатов выходит за рамки организации серийного производства разрабатываемой в диссертационной работе номенклатуры электронных твердотельных компонентов и технологий и может быть использована при разработке концепции создания научно-производственных инновационных комплексов (НПИК), обеспечивающих промышленно-серийный выпуск новейших разработок ЭТК с наноразмерными топологическими нормами проектирования и позволяющих сконцентрировать финансовые и научнотехнологические ресурсы на развитии критических и прорывных технологий федерального уровня по приоритетным направлениям развития радиоэлектроники.

1. В.Н.Данилин. Современный уровень и перспективы разработок полевых транзисторов на арсениде галлия // Обзоры по электронной технике 1979 - №1, №2.

2. Dilorenzo J.V. Khandelwal D.D. GaAs FET //Principles and Technology. 1982. - ARTECH HOUSE.

3. А.А.Щука. Элементы и приборы нанотехнологии. //Учебное пособие М.: МИРЭА, МФТИ- 2006.

4. В.Н.Данилин, Ю.П.Докучаев, Т.А.Жукова, М.А.Комаров. Мощные высокотемпературные и радиационно-стойкие СВЧ приборы нового поколения на широкозонных гетеропереходных структурах AlGaN/GaN //Обзоры по электронной технике 2001 -серия 1 СВЧ техника — № 1.

5. Wemple S, Niehaus W, Schlosser W, Dilomenzo J, Cox H. Performance of GaAs Power MESFET's. // Electron Letts. 1978 - V.14-№6 - p. 175-176.

6. Mitsui Y., Otsuba M., Ishii Т., Mitsui S., Shirachata K. Flip-CWp power FET with Improved Performance. 9 the Europ. //Microwave Conf. -Brighton - 1979 - p.272-276.

7. Drukier I.,Wade P., Thomson J. A High Power 15 GHz. GaAs FET. // 9 the Europ. Microwave Conf. -Brighton 1979 -p.282-288.

8. Shockley W. A unipolar Field effect transistor // Proc. IRE -1952 №40 - p. 1365.

9. Mead C. Schottky barrier Field Effect transistor // Proc. IEEE -1966 №54 - p.307.

10. Smith P., Inone M., Trey J. Electron Velocity in Si and GaAs at very High Electric Fields // Appl.Phys.Letts. -1980 №37 - p.797.

11. Pugel R., Haus H., Statz H. Signal and Naise Properfles of GaAs Microwave Field Effect Transistors// un Martini., EL, Advances in Elektronics and Elektron Physies, Akademic N.Y. -1975-v.38 -p.195.

12. Sone J., Takayama Y. A small-signal analytical theory for GaAs Field Effect Transistors at Large drain voltages// IEEE Trans. -1978 v.25 -№3 - p.329-337.

13. Kennedy D., O'Brien R. Computer Aided Two-Dimensional Analysis of the junction Field Effect Transistor.// IBM J. Res. Dev. -1970 1H - p.95.

14. Cook R.,Trey I. Two- Dimentianal Numeried Simulation of Energy Transport Effect in Si and GaAs MESFET's// IEEE Trans, an Elektron Devices-1982 v.ED 29 -№6.

15. Pone J.,Castagne R., Courat J., Arnolo C. Two- Dimentianal Partiele Modeling of Submicrometer Gate GaAs FET's Near Pinchoff.// IEEE Trans, on Elektron Devices-1982 -v.ED 29 -№8

16. Kaeprzak Т., Materka A. Compackt de model of GaAs FET's for large-signal computer calculation.// IEEE J. Solid State Circuits -1983 v.SC -18 - p.211-213.

17. Materka A., Kaeprzak T. Computer calculation of large-signal GaAs FET Amplifier Characteristics// IEEE Trans, on Microwave Teori and Techn. -1985 v.MTT-33 -№2.

18. Wada Т., Frey J. Phisical Bases of Short-Channel MESFET Operation //IEEE Elektron Devices-1972 v.ED 19 - p.652.

19. FukuiH. Channel Current Limitations in GaAs MESFET's // Solid-State Elektronics -1979 -v.22 — №5 -p.507-515.

20. Wemple S, Niehaus W, Cox H., Dilomenzo J, Schlosser W. Control of gate-drain Avalanche in GaAs MESFET's//IEEE Trans, on Elektron Devices-1980 v.ED 27- №6

21. Зи С. Физика полупроводниковых приборов // Москва Мир - 1984 - кн.1-стр.268-310.

22. Berger Н. Contact Resistance on diffused Resistors // IEEE ISSCC Digest of Technical Papers -1969-p. 160-161.

23. Macksey H., Adams R. Fabrication Processes for GaAs power FET's //Proc.Fifth Cornell Conf on Active Semiconductor Devices-1975 p. 255-264.

24. Matina H. A Studi of GaAs Microwave Semiconduction Devices // Doctomal Dissertation-Japan-1975.

25. Niehaus W, Cox H., Wemple S, Dilomenzo J, Schlosser W., Magalhaes F. GaAs power MESFET's// Gallium Arsenide Related Compounds-1976 -№336- p.l60-161.

26. Wolf P. Microwave Properties Schottky barrier Field Effect transistors// JBM J. Res. Develop -1970 — p.125-141.

27. Fukui H. determination of the Basic Device Parameters of GaAs MESFET's // Bell System technical J. -1979 p.771-797.

28. Frensley W. Power Limiting Breakdown Effect in GaAs MESFET's// IEEE Trans. -1981 -v.ED-28 p.962-970.

29. Ladbroke P. Power Limiting Due to Impact Jonisation in GaAs MESFET's // Elektron Letts-1981 — v,17-№10-p.338-339.

30. Tiwari S., Eastmen L., Rathbum L. Physical and Material Limitations on Burnout Voltage of GaAs Power MESFET's // IEEE Trans. -1980 v.ED-27 - p. 1045-1054.

31. Wemple S, Niehaus W, Cox H., Dilomenzo J, Schlosser W. Control Gate-Drain Avalanche in GaAs MESFET's // IEEE Trans. -1980 v.ED-27 № 6 , p.1013-1018.

32. Lemnios Z., Lan C., Shade G., Dawson D., Lee S., Dickens L., Ют H. buffer Layer material Limitations for high power GaAs FET's // Inst. Physic. Conf -Albuquergue -1982 Ser. № 65 - Charter 5-p.363 -370.

33. Van Rees В., Liles В., Hewitt B. The effect of deep levels on the large-signal performance of GaAs FET's // Inst. Physic. Conf-Albuquergue 1982 - Ser. № 65 - Charter 5 - p.355 -362.

34. Miers Т., Paulson W., Birittella M. The influence of material parameters on back-gaiting in GaAs integrated circuits // Inst. Physic. Conf -Albuquergue 1982 - Ser. № 65 - Charter 5 -p.339 - 346.

35. Schaff W., Eastman L., Van Rees В., Liles B. Super lattice buffers for GaAs power MESFET's grown by MBE.// J.Vac.Sci. Technol. 1984- Ser. B2(2) - p.265 - 268.

36. Власов В.А., Синкевич В.Ф., О возможных механизмах отказов мощных транзисторов // М., Электронная техника, 1972, с. 28-31.

37. Физические основы надежности интегральных схем // Под ред. Ю.Г.Миллера Москва, Сов. Радио, 1976-320 с.

38. Обзоры по электронной технике: Механизмы отказов и надежность транзисторов на арсениде галлия // Нечаев A.M., Синкевич В.Ф., Соколова Е.И., Степанова Н.Б.- М: ЦНИИ «Электроника», 1981 -Вып.2, Сер.2. Полупроводниковые приборы.

39. Аронов B.JL, Федотов Я.А., Испытания и исследования полупроводниковых приборов. // М., Высшая школа, 1975.

40. Блек Р., Виды отказов в полупроводниковых приборах с алюминиевой металлизацией, вызываемые электродиффузией. // Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, 1969, т.57, с. 136-142.