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

Советский модернизм Советский модернизм

Вспоминая архитектурную «перестройку»

Наука и жизнь
От Рахманинова до рок-группы на ВДНХ: Артемий Артемьев о пути в музыку, учебе у Лукаса и сохранении наследия отца От Рахманинова до рок-группы на ВДНХ: Артемий Артемьев о пути в музыку, учебе у Лукаса и сохранении наследия отца

Сын Эдуарда Артемьева — о влиянии отца и продолжении музыкальной династии

СНОБ
Борьба с «врагами народа» Борьба с «врагами народа»

От древнеримских проскрипций до наших дней

Наука и жизнь
«Скелеты в шкафу: Как наша тайная жизнь управляет явной» «Скелеты в шкафу: Как наша тайная жизнь управляет явной»

В какой момент младенцы начинают хранить тайны лучше шимпанзе

N+1
Хищные скорпионницы мелового периода Хищные скорпионницы мелового периода

Результаты новой экспедиции на Хасуртый для сбора ископаемых насекомых

Наука и жизнь
Экономика падения Берлинской стены Экономика падения Берлинской стены

Поспешная интеграция Восточной Германии в Западную обошлась очень дорого

Монокль
Мяу по-русски Мяу по-русски

Налаживая связь с человеком, кошки изменили тональность мяуканья

Популярная механика
Найти путь к изобилию Найти путь к изобилию

Как работает обращение к психологам с запросом на финансовое благополучие

Psychologies
Идеи, теории и полимеры Идеи, теории и полимеры

А. А. Берлин — один из создателей научной школы по химической физике полимеров

Наука и жизнь
Что такое речевой дресс-код и как вызвать доверие у собеседника Что такое речевой дресс-код и как вызвать доверие у собеседника

Как и по каким параметрам корректировать свою речь в зависимости от ситуации

РБК
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
8 самых интересных фильмов и сериалов с Любовью Аксеновой 8 самых интересных фильмов и сериалов с Любовью Аксеновой

Самые запоминающиеся роли Любови Аксеновой

Maxim
Вселенная известная и неизвестная Вселенная известная и неизвестная

Некоторые вопросы об устройстве Вселенной уже имеют ответы

Наука и жизнь
Эдуард Ратников — о театре «Одеон» и жизни без больших концертов Эдуард Ратников — о театре «Одеон» и жизни без больших концертов

Эдуард Ратников и его путь от стадионных шоу до мюзиклов

Правила жизни
Восток и его обитатели Восток и его обитатели

В озере Восток под ледовым щитом Антарктиды есть жизнь

Популярная механика
«Три толстяка» в пятнадцати пунктах «Три толстяка» в пятнадцати пунктах

Краткая история первой советской сказки «Три толстяка»

Weekend
Зимний букет Зимний букет

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

Наука и жизнь
Этот всеми любимый напиток повышает риск развития деменции в 3 раза: лучше не злоупотреблять! Этот всеми любимый напиток повышает риск развития деменции в 3 раза: лучше не злоупотреблять!

У людей, употребляющих этот напиток ежедневно, наблюдается снижение памяти

ТехИнсайдер
Сила света Сила света

Как устроена индустрия световых шоу и инсталляций

Популярная механика
8 самых красивых японских внедорожников в истории 8 самых красивых японских внедорожников в истории

Невероятные японские внедорожники, не получившие должного внимания

4x4 Club
Насилию бой! Насилию бой!

Ответы на самые сложные и популярные вопросы о насилии

Maxim
Тимур и его столица Тимур и его столица

Как Тимур стал эффективным сити-менеджером

Вокруг света
Опасный гном Опасный гном

6Г30 – ручной револьверный 6-зарядный 40-мм гранатомет

Популярная механика
Как перестать заслуживать и выпрашивать любовь и избавиться от постоянного чувства голода по ней Как перестать заслуживать и выпрашивать любовь и избавиться от постоянного чувства голода по ней

Как удовлетворить свою потребность в любви?

VOICE
Щит от гиперзвука Щит от гиперзвука

Они быстро настигнут врага в любой точке мира

Популярная механика
Флаг Чехова Флаг Чехова

«Мелихово» — один из главных музеев, посвященных Антону Чехову

Отдых в России
Шоу начинается! Шоу начинается!

Создатели сериала-скандала «Дайте шоу» — о магии кино и борьбу за эмоции зрителя

OK!
Сибирский центр притяжения Сибирский центр притяжения

Чем Новосибирская область удивит своих гостей?

Отдых в России
Внутри рубина лазерный луч может отбрасывать тень при облучении другим лазером Внутри рубина лазерный луч может отбрасывать тень при облучении другим лазером

Световые мечи из «Звездных войнов» — не просто фантастика

ТехИнсайдер
Дело жизни Дело жизни

Известные шеф-повара об их истоках и пути в профессии

Grazia
Открыть в приложении