Разработка конструкторско-технологических методов и средств повышения надёжности смесителей радиосигналов на основе резонансно-туннельных диодов

• Автор: Макеев, Мстислав Олегович
• Шифр специальности: 05.11.14, 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 249 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Обозначения и сокращения

Введение
Глава 1. Проблемы обеспечения надежности при производстве смесителей радиосигналов на основе резонансно-туннельных диодов
1.1. Перспективность применения резонансно-туннельных диодов в нелинейных преобразователях радиосигналов
1.2. Анализ конструкций микро- и наноэлектронных диодных смесителей СВЧ-радиосигналов и технологий их производства

1.2.1. Типы конструкций смесителей СВЧ-радиосигналов

1.2.2. Применение метода ИК-спектральной эллипсометрии

в технологиях приборостроения

1.2.3. Технологии изготовления смесителей радиосигналов
на основе РТД
1.3. Анализ литературных данных по проблеме надежности диодных смесителей радиосигналов на основе РТД
1.4. Цель и задачи работы
Глава 2. Теоретические исследования влияния деградационных явлений
в структуре РТД и погрешностей его изготовления на выходные
электрические параметры смесителя радиосигналов
2.1. Исследование влияния диффузионных процессов в наноразмерных А1А8/ОаАз резонансно-туннельных структурах, приконтактных областях и омических контактах на ВАХ РТД и выходные электрические параметры смесителя радиосигналов
2.1.1. Механизмы диффузии в А^/ваАв гетероструктурах
2.1.2. Определение активационных параметров диффузии
2.1.3. Оценка влияния диффузионных процессов в наноразмерных А1Аз/ОаАз резонансно-туннельных
гетероструктурах и омических контактах на ВАХ РТД и выходные электрические параметры смесителя радиосигналов
2.2. Исследование влияния технологических погрешностей на форму ВАХ РТД и выходные электрические параметры смесителя радиосигналов
2.2.1. Исследование чувствительности выходных
электрических параметров балансного смесителя на основе РТД к толщине барьеров РТГС
2.2.2. Исследование чувствительности выходных
электрических параметров балансного смесителя на основе РТД к высоте барьеров симметричной РТГС
2.2.3. Исследование чувствительности выходных
электрических параметров балансного смесителя на основе РТД к толщине ямы симметричной РТГС
2.3. Исследование влияния технологических факторов
(температуры выращивания и отжига) на деградацию РТС и приконтактных областей
Глава 3. Экспериментальные исследования влияния технологического процесса изготовления на модификацию свойств резонансно-туннельной
гетероструктуры и омических контактов смесительных РТД
3.1. Методики и оборудование для проведения исследований влияния технологического процесса изготовления на модификацию свойств резонансно-туннельной гетероструктуры и омических
контактов смесительных РТД
3.1.1. ИК-спектральный эллипсометр IR-VASE
3.1.2. Стенд Agilent для измерения выходных
электрических характеристик смесителя радиосигналов
3.1.3. Микрозондовый стенд для измерения ВАХ РТД

3.1.4. Оборудование для проведения ускоренного старения смесительных РТД и А1Аз/ОаАз резонансно-туннельных гетероструктур
3.2. Экспериментальные исследования наноразмерных модельных органических и металлоорганических гетероструктур методом ИК-спектральной эллипсометрии
3.2.1. Гетероструктуры на основе политетрафторэтилена
3.2.2. Г етероструктуры на основе лавсана
3.3. Экспериментальные исследования влияния параметров технологического процесса изготовления наноразмерных А1А8/СаАя резонансно-туннельных гетероструктур на скорость деградационных процессов в этих структурах
3.3.1. Исследование гетероструктуры с
эпитаксиальным слоем ваАя
3.3.2. Исследование гетероструктуры с
БГлегированным слоем ОаАэ
3.3.3. Исследование сильно легированной
структуры п-ва Аз
3.3.4. Исследование А1Ая/ОаАз резонансно-туннельной гетероструктуры
3.4. Экспериментальные исследования влияния параметров конструкции и технологии изготовления АиОе№ омических контактов резонансно-туннельных диодов на скорость их диффузионной деградации
Глава 4. Разработка методик технической диагностики и прогнозирования надежности резонансно-туннельных диодов и
смесителей радиосигналов на их основе
4.1. Разработка программно-расчетного комплекса сШ21ГГО для проведения математического моделирования диффузионных

последовательного соединения представляет интерес для монолитных интегральных цепей терагерцового диапазона, в котором возможна реализация более компактных конструкций и возможность подачи напряжения смещения на диоды.
Как было указано выше, серьезным стимулом продвижения в СММ диапазон, является разработка СГСМ для радиометров. Рассмотрим примеры реализации конструкций СГСМ ТГц диапазона частот.
В [46] представлены результаты разработки монолитного СГСМ диапазона частот от 0,9 до 2,0 ТГц на ДБШ.
Планарные ваАя диоды, изготовлены по мембранной технологии, обеспечивают низкий коэффициент шума и широкую полосу частот.
Смеситель диапазона от 830 до 900 ГГц изготовлен в волноводном исполнении. При оптимальной мощности гетеродина он обеспечивает двухполосную температуру шума приемника в целом от 5000 до 6000 К.
В трудах симпозиума [47] приведены результаты проектирования СГСМ на базе ДБШ частоты 380 ГГц для работы в составе радиометра. Монолитный прибор изготовлен на базе промышленной технологии на подложке ОаАя толщиной 4 мкм с последующей установкой мембраны на 59 мкм кварцевую подложку и затем в волновод. Конструкция разработана с целью уменьшения диэлектрической проницаемости подложки и улучшения ее теплопроводности. Внешний вид устройства приведен на Рисунке 1.17.