Бюро научно-технической информации

Наука и жизньНаука

БНТИ

Бюро научно-технической информации

Ведущий инженер-технолог ИФП СО РАН Тимур Малин за работой на установке молекулярно-лучевой эпитаксии. Фото: ИФП СО РАН.

Чистота и порядок в кристалле для радиолокаторов

Устройства радиолокационных систем, работающие на сверхвысоких частотах, должны иметь небольшие размеры и вес, стабильно выдавать заданный уровень выходной мощности и не терять свои характеристики при повышенных температурах. Основной элемент СВЧ-устройств — транзистор с высокой подвижностью электронов. В последнее время для изготовления таких транзисторов используют кристаллы нитрида галлия (GaN). Применение этого полупроводникового соединения даёт возможность увеличивать мощность СВЧ-устройств при одновременном уменьшении числа транзисторов в каскадах, а значит, и габаритов изделия. Одновременно приборы стабильно работают при повышенных температурах и в условиях радиационного фона.

Однако при создании подобных транзисторов приходится сталкиваться с технологической проблемой, влияющей на их мощность: в ходе синтеза кристаллов нитрида галлия в его структуру встраивается кислород, что приводит к деградации электрофизических свойств материала. Дело в том, что нитрид-галлиевые транзисторы создаются на основе гетероструктур, содержащих несколько слоёв. Один из них (буферный) должен иметь высокое сопротивление. Однако внедрившиеся в его кристаллическую структуру атомы кислорода привносят электроны — носители заряда, из-за чего появляются токи утечки и уменьшается мощность транзистора.

Сотрудники Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) взялись за решение этой задачи.

Полупроводниковые гетероструктуры выращиваются методом молекулярно-лучевой эпитаксии: в условиях сверхвысокого вакуума на поверхность подложки подаются пары металла и газ — аммиак. В ходе химической реакции на поверхности растёт полупроводниковая плёнка, наследуя кристаллическую структуру подложки. В данном процессе важно соблюдать максимальную чистоту, поскольку даже один примесный атом на миллион может кардинально поменять свойства полупроводника. Несмотря на тщательную фильтрацию реакционной среды и откачку, в сверхвысоковакуумных камерах, где выращивают полупроводниковые кристаллы, присутствует остаточный атмосферный кислород, который и внедряется в полупроводник. Традиционно, чтобы избежать этого явления, дополнительно вводят в растущую структуру углерод или железо или намеренно создают дефекты в начальных слоях GaN для захвата «лишних» электронов. Однако оба эти способа могут приводить к ухудшению характеристик проводящего элемента транзистора, также влекущему за собой снижение мощности прибора. В ИФП СО РАН нашли иной вариант решения проблемы, не добавляя примеси и сохраняя структурное совершенство слоя нитрида галлия. Для этого физики подобрали определённые условия роста кристаллического GaN. Оптимальные параметры роста буферного слоя, обладающего высоким электросопротивлением, они рассчитали с помощью специального математического алгоритма. При выращивании в этом случае используются более низкие температуры (800

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

От книжного колеса до букридера От книжного колеса до букридера

Иллюстрированная история устройств для чтения

Наука и жизнь
Звезды манящие Звезды манящие

Ослепительная вспышка, которой уже некого слепить, миг неуловимый

Знание – сила
Вселенная известная и неизвестная Вселенная известная и неизвестная

Некоторые вопросы об устройстве Вселенной уже имеют ответы

Наука и жизнь
Лошади стали прекрасными бегунами из-за генетической ошибки Лошади стали прекрасными бегунами из-за генетической ошибки

Мутация, из-за которой лошади должны были вымереть, но стали отличными бегунами

ТехИнсайдер
Борьба с «врагами народа» Борьба с «врагами народа»

От древнеримских проскрипций до наших дней

Наука и жизнь
Как научиться принимать комплименты Как научиться принимать комплименты

Почему бывает трудно принимать комплименты и как с этим справиться

Inc.
Заметки о Каппадокии Заметки о Каппадокии

Поездка в Каппадокию в ноябре

Наука и жизнь
8 вещей, которые нашатырный спирт сделает идеально чистыми 8 вещей, которые нашатырный спирт сделает идеально чистыми

Аммиак — один из самых мощных и недорогих бытовых очистителей

VOICE
Кто горы наворотил? Кто горы наворотил?

Поколения губок, мириады бактерий и водорослей – создатели земной коры

Популярная механика
«Я всегда побеждаю»: как французская актриса Сара Бернар сделала себя сенсацией «Я всегда побеждаю»: как французская актриса Сара Бернар сделала себя сенсацией

История суперзвезды рубежа XIX-го и XX веков Сары Бернар

Forbes
Хищные скорпионницы мелового периода Хищные скорпионницы мелового периода

Результаты новой экспедиции на Хасуртый для сбора ископаемых насекомых

Наука и жизнь
Золотые гривы Золотые гривы

Как в Ивашкове появилось ранчо с золотогривыми лошадьми

Отдых в России
Философский камень, или немного sapientia ex cupro Философский камень, или немного sapientia ex cupro

Идеи вечной жизни, молодости и излечения от всех болезней не умерли

Наука и жизнь
Русско-американские отношения в XIX веке. Часть 2 Русско-американские отношения в XIX веке. Часть 2

Какими были отношения США и России накануне войны между Севером и Югом

Наука и техника
Зимний букет Зимний букет

Я хорошо помню то утро, когда мир дрогнул и начал разваливаться

Наука и жизнь
«Двойка» за хорошее поведение «Двойка» за хорошее поведение

BMW M2 Gran Coupe: баварское купе, которое на самом деле седан

Автопилот
Советский модернизм Советский модернизм

Вспоминая архитектурную «перестройку»

Наука и жизнь
Почему взрослые дети не уважают зрелых родителей: мнение и советы психоаналитика Почему взрослые дети не уважают зрелых родителей: мнение и советы психоаналитика

Почему мы считаем родительские убеждения устаревшими и обесцениваем их опыт

Psychologies
Чёрные земли с высоты 700 километров Чёрные земли с высоты 700 километров

Западная часть Прикаспийской низменности известна под названием Чёрные земли

Наука и жизнь
Очень странные дела Очень странные дела

Какие бьюти-тренды из соцсетей искренне настораживают косметологов

Лиза
Мухит Сейдахметов: «Самая большая проблема шеринга — ментальность» Мухит Сейдахметов: «Самая большая проблема шеринга — ментальность»

Интервью с генеральным директором каршеринга «Делимобиль»

РБК
Патриотизм «подлинный» и «показной» Патриотизм «подлинный» и «показной»

Некогда мы гордились тем, что считали себя самой читающей страной

Дилетант
Слайд-шоу Слайд-шоу

Новые разработки и прототипы

Популярная механика
Блеск и несчастья «Великого Гэтсби» Блеск и несчастья «Великого Гэтсби»

Краткая история главного американского произведения 1920‑х

Weekend
Праздник вкуса Праздник вкуса

Как выбирать продукты для новогоднего стола

Лиза
Петр Ануров: Это волнующе и рискованно Петр Ануров: Это волнующе и рискованно

Как продюсер Петр Ануров выбирает проекты и собирает звёздные составы

Ведомости
Интернет высокого полета Интернет высокого полета

Когда в России заработает сеть низкоорбитальных спутников связи

Эксперт
Развитие вместо красивых отчетов Развитие вместо красивых отчетов

Как Intelligence Top 100: Global NOC & IOC отражает работу нефтегазовых компаний

Эксперт
Исследователи обнаружили, что черные дыры могут помочь в процветании жизни, а не положить ей конец Исследователи обнаружили, что черные дыры могут помочь в процветании жизни, а не положить ей конец

Черные дыры могут быть не такими губительными для жизни, как предполагалось

Inc.
Центральное звено Центральное звено

Какой должна быть роль институтов развития в новом мирохозяйственном укладе

Эксперт
Открыть в приложении