МНОГОСЛОЙНАЯ GaAs - ЭПИТАКСИАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ДЛЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ, ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ, ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ КРИСТАЛЛОВ ДИОДОВ

a
Полезная модель относится к производству мощных полупроводниковых приборов для электронной промышленности на основе многослойных CAs - эпитаксиальных структур для быстродействующих, высоковольтных, высокотемпературных кристаллов диодов, которые предназначены для изготовления быстродействующих, высоковольтных, высокотемпературных диодов широкого применения.
a
Известен кристалл ультрабыстрого высоковольтного сильноточного арсенид-галлиевого диода (патент №2472249, опубл. 10.01.2013 Бюл. №1), содержащий CAs кристалл диода, включающий в себя р-i-n - структуру, формируемую методами жидкофазной эпитаксии.
+
14
15
-3
11
-3
-
11
-3
15
-3
Недостатком такой конструкции кристалла диода является использование в структуре p-эпитаксиального слоя, толщиной не менее 10 мкм с резким изменением разностной концентрации донорной и акцепторной примесей от 10÷10 см до 10 см и располагающегося между p-эпитаксиальным слоем и высокоомным n - эпитаксиальным слоем, толщиной не менее 10 мкм с резким ростом разностной концентрации донорной и акцепторной примесей от 10 см до 10 см. В вышеуказанном прототипе, данный слой выполняет роль своеобразного геттера, аккумулирующего из соседней слаболегированной области протяженные дефекты. Однако, отметим, что данная область располагается в активном сечении кристалла диода, через него будет протекать ток и наличие высокой плотности дефектов может привести к перераспределению плотности тока на более дефектные участки, достигая значений, существенно превосходящих критическую плотность. На практике это приводит к возникновению «мягкой» обратной характеристики и снижению максимального обратного напряжения.
Технической задачей предложенной полезной модели является устранение вышеуказанного недостатка.
+
+
-
+
+
-
+
-
+
-
+
+
+
Для устранения данного недостатка предлагается вместо р-р-р-n-n-n- структуры, менее дефектная и, как следствие, более надежная, но не уступающая по своим электрическим характеристикам р-р-n-n-n- структура с высокоомным n-слоем. В полученной р-р-n-n-n- структуре высоколегированные ри n- области обеспечивают омические контакты к аноду и катоду, соответственно, при изготовлении кристаллов диодов.
-
+
Многослойная эпитаксиальная р-n-n-n - структура изготавливается либо методами жидкофазной, либо методами газофазной эпитаксии, либо их чередованием.
+
18
19
-3
-
+
На фиг.1 приведена многослойная CaAs эпитаксиальная структура, где на р- подложке 1, выполняющей роль анодного контакта, с концентрацией легирующей примеси порядка 10÷10смформируют последовательно р-n-n-n- эпитаксиальную структуру со следующими параметрами:
15
16
-3
- p-слой 2, толщиной от 15 до 25 мкм с концентрацией легирующей примеси 10÷10 см;
-
-
11
14
-3
+
-
+
- n-слой - высокоомный слой 3, толщиной от 10 до 40 мкм (в отличие от слоя собственной проводимости - i-слоя, эпитаксиальный n-слой может выращиваться способами жидкофазной или газофазной эпитаксии, либо с контролируемым введением донорной примеси, либо с применением компенсирующих примесей; при этом диапазон концентраций электронов может управляемо контролироваться в пределах от 10 до 10 см. Выбор конкретной величины концентрации донорной примеси или уровня компенсации зависит от исходных технических требований к кристаллам быстродействующих, высоковольтных диодов, изготавливаемых на основе многослойных эпитаксиальных р-р-n-n-n - структур);
15
16
-3
- n-слой 4, толщиной от 15 до 30 мкм с концентрацией легирующей примеси 10÷10 см;
+
18
19
-3
- n-слой 5, толщиной от 5 до 15 мкм с концентрацией легирующей примеси 10÷10см, обеспечивающий омический контакт к катодной области диодной структуры.
a
Многослойные эпитаксиальные структуры на основе CAs, обеспечивают изготовление кристаллов быстродействующих, высоковольтных, высокотемпературных диодов с низким уровнем обратного тока и «резкой» характеристикой лавинного пробоя в рабочем диапазоне температур для использования в преобразовательной технике, импульсных источниках питания и других устройствах быстродействующей электроники.