Метод формирования контактного слоя титан-германий для термостабилизации транзисторов

Цель. Целью исследования является получение высококачественных и воспроизводимых по электрофизическим параметрам тонкопленочных металлических слоев от технологии формирования которых, зависит надежность и качество изделий микроэлектроники - кремниевых транзисторов.

Метод. Предложен способ формирования двухслойной металлизации титан-германий для создания контакта и отвода тепла от коллекторного перехода мощных полупроводниковых транзисторов на обратной стороне пластин с сформированными структурами. Предложенный метод обеспечивает качество паяного соединения и термостабилизацию полупроводниковых приборов, увеличивая надежность работы исследуемых приборов в системах радиоэлектронной аппаратуры.

Результат. Данное сочетание напыляемых металлов обеспечивает получение надежного контакта к коллекторной области при посадке кристалла на основание корпуса, которое приводит к уменьшению сопротивления омического перехода и увеличивает процент выхода годных приборов.

Вывод. По результатам экспериментальных исследований были получены оптимальные толщины слоев металлов напыляемых на обратную сторону кристаллов транзисторов при формировании металлизации для посадки кристаллов на основание корпуса. Исследована стабильность системы Ti-Ge. Техническим результатом исследований является повышение качества посадки за счет получения равномерного распределения слоя Ti-Ge в едином технологическом цикле при заданной температуре с определенной толщиной отдельно каждого металла.

1. Алиев Ш. Д., Шахмаева А. Р., Шангереева Б. А. Современные технологические методы контроля пайки // Сб. тезисов докл. XXIV итоговой науч.-техн. конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ, 21-24 апр., 2003. Махачкала: ДГТУ, 2003. С. 87.

2. Белов А.Н., Голишников А.А., Костюков Д.А., Шевяков В.И.// Металлизация высокотемпературных кремниевых ИС на основе сплава вольфрама с титаном. Известия высших учебных заведений. Электроника. 2019.Т.24. №1. С.22-29.

3. Бурмаков А.П., Кулешов В.Н.//Высоко адгезионная металлизация керамики пленками оксида титана изменяющего толщине состава. Вестник БГУ. Серия 1, Физика. Математика. Информатика. 2007. №1. С. 24-28.

4. Ванюхин К.Д., Захарченко Р.В., Сейдман Л.А., Пашков М.В., Воронова А.А., Блинов П.А., Евсеева Е.М., Миннебаев С.В.// Исследование структуры и морфологии поверхности двухслойной металлизации TI/AL. В книге: Научная сессия НИЯУ МИФИ-2014. Аннотации докладов: в 3-х томах.О.Н. Голотюк. 2014. С.85.

5. Горлов М.И., Мешкова М.А. // Формирование металлизации на обратной стороне кремниевых пластин. Вестник Воронежского государственного технического университета. 2009. Т. 5. № 1. С. 95-97.

6. Громов Д.Г., Мочалов А.И./ Материалы и процессы формирования систем металлизации кремниевых интегральных схем// Уч. пособие. М.: МИЭТ, 2006. С. 180.

7. Исмаилов Т.А., Алиев Ш.Д., Шахмаева А.Р.,ШангерееваБ.А. Контроль качества посадки кристалла на основание корпуса (тезисы докладов). Измерение, контроль, информатизация: сборник трудов Международной научно-технической конференции. Барнаул: АГТУ, 2004. С. 55-56.

8. Исмаилов Т.А., Шахмаева А.Р. Транзисторные структуры силовой электроники. СПб.Политехника, 2011. 125 с.

9. Исмаилов Т.А., Шахмаева А.Р. Экспериментальное исследование и оптимизация технологического процесса формирования контакта к коллекторной области кремниевых транзисторов// Базовые процессы формирования активных областей структуры мощных кремниевых транзисторов. Спб.:Политехника, 2009. С. 119.

10. Колпаков А. Новые технологии расширяют горизонты силовой электроники//Компоненты и технологии. 2007. № 4.

11. Ланин В. Паяемость выводов электронных компонентов//Технологии в электронной промышленности. 2010. № 4.

12. Климачев И.И., Литвинова Т.В., Сидоренко С.И. Исследование стабильности системы Cr-Cu-Ni-Au, со слоями, полученными электролитическим осаждением. Микроэлектроника. 1994, Т.23. Вып.2. с. 91-95. Мазель Е.З., Пресс Ф.П. Планарная технология кремниевых приборов. Москва, «Энергия», 1974 г., стр. 318-321.

13. Мазель Е.З., Пресс Ф.П. Планарная технология кремниевых приборов. Москва, «Энергия», 1974 г., стр. 318-321.

14. Патент 2460168 (RU), H 01 L 21/52. Способ пайки кристаллов на основе карбида кремния / В. В. Зенин, В. И. Бойко, А. В. Кочергин, Б. А. Спиридонов, А. В. Строгонов; опубл. 27.08.2012. Бюл. № 19.

15. Патент РФ №2375787 «Способ посадки кремниевого кристалла на основание корпуса»/Т.А. Исмаилов, Б.А. Шангереева, А.Р. Шахмаева. Опубл.10.12.2009. Бил. №34.

16. Патент 2007127165/28 РФ, МПК H01L 21/283. Способ формирования контактного слоя титан-германий / Т. А. Исмаилов, А. Р. Шахмаева, Б. А. Шангереева. Опубл.10.01.2009. Бюл. №1.

17. Сенько С.Ф., Белоус А.И., Плебанович В.И.// Способ изготовления системы металлизации кремниевых полупроводниковых приборов. Патент на изобретение RU 2333568 C1, 10.09.2008. Заявка №200614979/28 от 04.12.2006.

18. Шахмаева А.Р. Оптимизация технологии посадки кристалла кремниевого транзистора на основание корпуса // Проектирование и технология электронных средств, 2006. №4. С.26-27.

19. Jacobs, B. Optimisation of the Ti/Al/Ni/Au ohmic contact on AlGaN/GaN FET structures. / B. Jacobs, M. C. J. C. M. Kramer, E. J. Geluk, F. Karouta // J. Cryst. Growth. 2002. Vol. 241. рр. 15-18.

20. Liu, Q. Z. A review of the metal−GaN contact technology / Q. Z. Liu, S. S. Lau // Solid State Electron. 1998. Vol. 42, No 5. pp. 677-691.

21. Wang C., Cho S.-J., Kim N.-Y. Optimization of ohmic contact metallization process for AlGaN/GaN high electron mobility transistor.Transactions on Electrical and Electronic Materials. 2013, Vol.14, № 1, pp. 32-35.

22. Yoon S., Bang J., Lee H., Oh J. Interfacial AlN formation of Si/Ti/Al/Cu Ohmic contact for AlGaN/GaN high-electronmobility transistors. Microelectronic Engineering. 2016, No. 151, pp. 60-63.