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

Испанская инквизиция: религиозный террор Испанская инквизиция: религиозный террор

С чего начилась и как закончилась эпоха испанской инквизиции

Дилетант
Вне зоны доступа Вне зоны доступа

Проверь – не забываешь ли ты ухаживать за «секретными» зонами лица и шеи

Лиза
«Святой Сергий» идёт в Любек «Святой Сергий» идёт в Любек

Новые данные о формировании эрмитажного собрания в начале его существования

Наука и жизнь
Сепарация от родителей: что делать, чтобы перестать зависеть от их мнения Сепарация от родителей: что делать, чтобы перестать зависеть от их мнения

Как услышать свой собственный голос

Reminder
Микробы от похмелья Микробы от похмелья

Бактерии, которые способны утилизировать алкогольный токсин в кишечнике

Популярная механика
Шаги навстречу: как найти идеального инвестора Шаги навстречу: как найти идеального инвестора

О самых важных шагах на пути к обретению идеального инвестора

Forbes
Генераторы ритма и размеры животных Генераторы ритма и размеры животных

Периодические движения у животных: что это?

Наука и жизнь
Таруса, или куда поехать на выходные Таруса, или куда поехать на выходные

Таруса: так близко и так далеко одновременно

Seasons of life
Советский модернизм Советский модернизм

Вспоминая архитектурную «перестройку»

Наука и жизнь
14 фильмов и сериалов, которые подарили нам мемы 14 фильмов и сериалов, которые подарили нам мемы

Мемы из фильмов: от Ди Каприо с бокалом до замерзшего Джека Николсона

GQ
Вселенная известная и неизвестная Вселенная известная и неизвестная

Некоторые вопросы об устройстве Вселенной уже имеют ответы

Наука и жизнь
Французский пасхальный пирог Французский пасхальный пирог

Le Tourteau Fromage – французский пасхальный пирог

Weekend
Клеточное чувство кислорода Клеточное чувство кислорода

Как клетки адаптируются к изменениям концентрации кислорода?

Наука и жизнь
«Момент взлета» Мелинды Гейтс: как спасти всех женщин «Момент взлета» Мелинды Гейтс: как спасти всех женщин

Одна из самых богатых и влиятельных женщин мира пишет о том, что ее волнует

Эксперт
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
Как мы узнаем лица и как возникают галлюцинации Как мы узнаем лица и как возникают галлюцинации

Есть ли пределы работы органов чувств и как они формируют наше восприятие мира

СНОБ
Святой андерграунд Святой андерграунд

Наука в прямом смысле слова копает под религию

National Geographic
Поехали к своим Поехали к своим

Где на Руси хорошо отдохнуть?

Robb Report
С большей пользой! С большей пользой!

Как готовить еду, чтобы в ней сохранилось всё полезное

Худеем правильно
Вот такие пироги: какую выпечку готовили в разных губерниях Вот такие пироги: какую выпечку готовили в разных губерниях

Знакомьтесь с историей русской выпечки и готовьте традиционные блюда

Культура.РФ
«Продавая карту, я почти плакал»: история «короля покемонов» с самой дорогой коллекцией карточек ценой в 10 млн долларов «Продавая карту, я почти плакал»: история «короля покемонов» с самой дорогой коллекцией карточек ценой в 10 млн долларов

Почему Гэри Хаас не продаёт невероятно дорогую коллекцию карточек покемонов

TJ
Кто есть кто: 10 лучших парикмахеров Петербурга Кто есть кто: 10 лучших парикмахеров Петербурга

Кто стрижет солистку Little Big Соню Таюрскую: лучшие парикмахеры Петербурга

Собака.ru
На свободную тему На свободную тему

Режиссер Луиза Мутц о темах, которые волнуют современных парижанок

Grazia
Гранитный линкор Гранитный линкор

В Заполярье план «Барбаросса» рухнул через месяц после начала войны

Эксперт
Куда плывём? Куда плывём?

Яхтенная индустрия должна понять, куда двигаться дальше

Robb Report
В Канаде запустили приложение для управления выбором людей за деньги В Канаде запустили приложение для управления выбором людей за деньги

Кортни Смит создала приложение, позволяющее контролировать решения людей

Inc.
Как начать разговор с девушкой: полный гайд, как очаровать, а не напугать незнакомку Как начать разговор с девушкой: полный гайд, как очаровать, а не напугать незнакомку

Дельные советы, как познакомиться с понравившейся девушкой

Playboy
6 настоящих смертей, которые показали по телевидению 6 настоящих смертей, которые показали по телевидению

Появление смерти на экранах телевизоров всегда становилось сенсацией

Maxim
7 стилей поведения в рабочих конфликтах 7 стилей поведения в рабочих конфликтах

Когда мы работаем в коллективе, разногласия неизбежны

Psychologies
Собери сам: инженер продаёт набор для сборки дискового телефона с изогнутым экраном и 4G за $390 Собери сам: инженер продаёт набор для сборки дискового телефона с изогнутым экраном и 4G за $390

Для тех, кто соскучился по аналоговым устройствам в «сенсорном» мире

VC.RU
Открыть в приложении