Статья:

ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ НА АРСЕНИД ГАЛЛИЕВОЙ ПОДЛОЖКЕ

Конференция: XXXIV Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»

Секция: 11. Нанотехнологии

Выходные данные
Гапонова Ю.С. ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ НА АРСЕНИД ГАЛЛИЕВОЙ ПОДЛОЖКЕ // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. XXXIV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5(34). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/5(34).pdf (дата обращения: 18.08.2018)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 6 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ НА АРСЕНИД ГАЛЛИЕВОЙ ПОДЛОЖКЕ

Гапонова Юлия Сергеевна
студент 3курса, кафедра Физической электроники Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, РФ, г. Томск
Чистоедова Инна Анатольевна
научный руководитель, канд. техн. наук доц. кафедры Физической электроники Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, РФ, г. Томск

 

Для изготовления структуры использовались 2 пластины диаметром 10 см полуизолирующего арсенида галлия.

Перед фотолитографией осуществлялась обработка пластин изопропиловым спиртом и сушка азотом. Затем производилось нанесение, экспонирование, проявление двухслойной фоторезистивной маски под напыление нижней обкладки (технология «lift-off»). С помощью электронно-лучевого испарения на поверхность пластин напылялся слой металлов Ti (20нм)/Рt (20нм)/Au (300нм) с последующим снятием фоторезиста и лишнего напыленного металла.

Далее осаждался нитрид кремния по технологии ИСП-ХОГФ (ICPCVD). Давление в рабочей камере составляло 0.5 Па; в атмосфере силана и азота. Осаждение проводилось при температуре подложки 200 С. Толщина пленки – 170 нм.

Процесс формирования верхних обкладок аналогичен нижним обкладкам, но напылялись слои Ti (180 нм)/Ni (50 нм). Полученная структура конденсатора представлена на рис. 1.

 

Рисунок 1. Топология конденсатора с емкостью 4пФ: 1 – верхняя обкладка; 2-нижняя обкладка; 3-диэлектрик

 

Размеры верхних обкладок полученных конденсаторов составляли: С1= 100х100 мкм; С2=200х200 мкм; С3=400х400 мкм.

На рис. 1. видно, что нижняя обкладка больше чем верхняя. Верхняя обкладка задает номинал конденсатора, так как он определяется по наименьшей площади.

Далее проводились измерения параметров полученных тонкопленочных конденсаторов.

1.1                Емкость тонкопленочных конденсаторов

Значение емкости тонкопленочного конденсатора снимали на измерителе иммитанса LCR Мeter на частоте 2 МГц. Значения емкости для тестовых пластин представлены в таблице 1–2.

Таблица 1.

Значение емкости конденсаторов для первой пластины

Таблица 2.

Значение емкости конденсаторов для второй пластины

 

Значения разброса емкости по пластине для первой пластины.

Разброс емкости по пластине (размеры обкладок 100 составляет  0,0097) пФ.

Разброс емкости по пластине (размеры обкладок 200 составляет  0,012) пФ.

Разброс емкости по пластине (размеры обкладок 400 составляет  0,0102)пФ.

Значения разброса емкости по пластине для второй пластины.

Разброс емкости по пластине (размеры обкладок 100 составляет 0,012) пФ.

Разброс емкости по пластине (размеры обкладок 200 составляет  0,0062) пФ.

Разброс емкости по пластине (размеры обкладок 400 составляет  0,02) пФ.

Наибольшим значением разброса емкости по пластине обладают конденсаторы с площадью обкладок 400, значения разброса составляют 1-2%. Полученные результаты соответствуют техническим требованиям.

1.2                Вольт-амперные характеристики конденсаторов (токи утечки)

Параметры вольт-амперной характеристики снимали на анализаторе точности НР 4156 A. Данные значения представлены в таблице 3.

 

Таблица 3.

ВАХ для конденсаторов С1(100х100), пФ; С2(200х200), пФ ; С3(400х400),пФ

U

10B

25B

50B

75B

100B

С1(100х100),пФ

374нА

639нА

934нА

1,28 мкА

2,78 мкА

С2(200х200),пФ

349нА

777нА

1,03мкА

1,48мкА

6,05 мкА

С3(400х400),пФ

556нА

820нА

1,07мкА

1,75мкА

18,1 мкА

 

 

По данным таблицы 3 построены вольт-амперные характеристики конденсаторов рис. 2.

 

Рисунок 2. Вольт-амперные характеристики для конденсаторов С1(100х100), пФ; С2(200х200),пФ ; С3(400х400), пФ

 

Из графика видно, что чем больше площадь обкладок конденсаторов, тем при одном и том же напряжении больше ток утечки. Это связанно с количеством дефектов в ТПК. При большей площади обкладок количество дефектов больше, следовательно, конденсатор имеет большую вероятность пробоя.

1.3                Рабочее напряжение на конденсаторе при токе 10 мкА

Напряжение измеряли на tectronics 370a programmable curve tracer при токе равном 10 мкА.

Значения напряжений представлены в таблице 1.4-1.5 для двух пластин.

Таблица 4.

Напряжение при токе 10 мкА для первой пластины

С1(100х100),пФ

120В

115В

116В

117В

119В

С2(200х200),пФ

111В

111В

111В

112В

111В

С3(400х400),пФ

110В

107В

107В

107В

108В

 

 

Таблица 5.

Напряжение при токе 10 мкА для второй пластины

С1(100х100),пФ

112В

114В

116В

114В

115В

С2(200х200),пФ

107В

109В

109В

111В

110В

С3(400х400),пФ

109В

106В

107В

106В

108В

 

 

Исходя из данных таблиц можно сделать вывод, что чем больше площадь обкладок, тем напряжение будет меньше.