RU2227344C2

RU2227344C2 - Process of manufacture of high-power shf field-effect transistors with schottky barrier

Info

Publication number: RU2227344C2
Application number: RU2002102040/28A
Authority: RU
Inventors: А.В. Голиков; В.А. Кагадей; Д.И. Проскуровский; Л.М. Ромась; Л.С. Широкова
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "НИИПП"
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2004-04-20

Abstract

FIELD: microelectronics, manufacture of discrete devices and integrated circuits. SUBSTANCE: in compliance with process of manufacture of high-power SHF field-effect transistors with Schottky barrier n⁺-n structure of GaAs is formed by ion doping of semi- insulating substrate with subsequent high-temperature firing. Dielectric film transparent to penetration of hydrogen is deposited on surface of structure after high-temperature firing, structure is treated in atomic hydrogen at temperature 100-200 C in the course of 20-120 min, dielectric film is removed and low-temperature firing at 400-475 C is conducted in the course of 5-20 min. Dielectric film is produced from SiO with thickness d=3-15 nm. EFFECT: enhanced operational power and raised breakdown voltage of drain. 2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к технологии микроэлектроники, а именно к технологии получения дискретных приборов и интегральных схем (ИС) на основе полупроводниковых соединений А^IIIВ^V, и, в частности, к созданию мощных транзисторов с барьером Шоттки (ПТШ) с высоким напряжением стока из ионно-легированных структур GaAs и ИС на их основе.The invention relates to the technology of microelectronics, in particular to a technology for producing discrete devices and integrated circuits (ICs) based on semiconductor compounds A ^III B ^V , and, in particular, to the creation of powerful transistors with a Schottky barrier (PTS) with a high drain voltage from ion doped GaAs structures and IS based on them.

Мощные ПТШ и ИС на GaAs одни из наиболее важных СВЧ приборов. Их с успехом используют как в аналоговых, так и в цифровых системах радиосвязи в качестве активных приборов в мощных усилителях спутниковой связи и во многих других областях СВЧ электроники [1].Powerful PTSh and GaAs ICs are one of the most important microwave devices. They are successfully used both in analog and digital radio communication systems as active devices in powerful amplifiers of satellite communications and in many other areas of microwave electronics [1].

Для получения мощного ПТШ или мощной ИС используется несколько подходов, которые позволяют получить высокие пробивные напряжения стока и большие токи насыщения стока транзисторов. Большинство известных методов направлено на оптимизацию геометрии истоковых и особенно стоковых областей, оптимизацию геометрии канала и подзатворной области транзистора, а также на выбор концентрации носителей (степени легирования) во всех этих областях.To obtain a powerful PTSh or a powerful IC, several approaches are used that allow one to obtain high breakdown drain voltages and high saturation currents of the drain of transistors. Most of the known methods are aimed at optimizing the geometry of the source and especially runoff regions, optimizing the geometry of the channel and the gate region of the transistor, and also at choosing the carrier concentration (degree of doping) in all these regions.

Кроме того, для получения мощных приборов большое значение имеют электрофизические свойства полуизолирующего материала, на основе которого формируется легированная структура GaAs. Активную область ПТШ формируют либо с помощью эпитаксиального наращивания необходимых слоев, либо с помощью имплантации ионов примеси в приповерхностный слой полупроводника. Способ формирования активных слоев во многом определяет электрофизические свойства как самих активных слоев, так и свойства границы раздела активный слой - полуизолирующая подложка.In addition, to obtain powerful devices, the electrophysical properties of the semi-insulating material, on the basis of which the doped GaAs structure is formed, are of great importance. The active region of the PTS is formed either by epitaxial buildup of the necessary layers, or by implantation of impurity ions into the surface layer of the semiconductor. The method of forming active layers largely determines the electrophysical properties of both the active layers themselves and the properties of the interface between the active layer and the semi-insulating substrate.

Эпитаксиальное наращивание методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) позволяет получить многослойную высококачественную структуру с хорошими характеристиками границы раздела канал - подложка и с буферным слоем, который позволяет минимизировать влияние подложки на характеристики ПТШ и ИС. Жесткие требования к качеству процесса эпитаксиального наращивания и ряд особенностей самого метода приводят к высокой стоимости готовых структур. Кроме того, их выпуск в промышленных масштабах затруднен в связи с низкой производительностью установок МЛЭ.Epitaxial growth by molecular beam epitaxy (MBE) allows to obtain a multilayer high-quality structure with good characteristics of the channel-substrate interface and with a buffer layer, which minimizes the effect of the substrate on the characteristics of the PTS and IS. Strict requirements for the quality of the epitaxial build-up process and a number of features of the method itself lead to the high cost of finished structures. In addition, their production on an industrial scale is difficult due to the low productivity of MBE installations.

Применение метода ионной имплантации позволяет получить легированные структуры, имеющие электрофизические свойства несколько худшие, чем структуры, созданные методом МЛЭ. Такое качество ионно-легированных структур обусловлено нерезкостью границы раздела канал - подложка, наличием в приповерхностном слое электрически активных дефектов и центров, отсутствием качественной гальванической развязки между полуизолирующей подложкой и активными слоями. Последнее обстоятельство приводит к отрицательному влиянию эффекта паразитного обратного управления по подложке на работу ИС. Однако простота и высокая производительность процесса ионного легирования позволяет получать структуры с низкой стоимостью, в результате чего именно из ионно-легированного материала создают большинство СВЧ приборов с ПТШ.The use of the ion implantation method makes it possible to obtain doped structures having electrophysical properties somewhat worse than those created by the MBE method. Such a quality of ion-doped structures is due to the unsharpness of the channel – substrate interface, the presence of electrically active defects and centers in the surface layer, and the absence of high-quality galvanic isolation between the semi-insulating substrate and active layers. The latter circumstance leads to a negative effect of the parasitic reverse control on the substrate on the operation of the IC. However, the simplicity and high productivity of the ion doping process allows to obtain structures with low cost, as a result of which most microwave devices with PTS are created from ion-doped material.

Предлагаемый способ направлен на улучшение электрофизических свойств ионно-легированных слоев, что достигается гидрогенизацией приповерхностной области полупроводниковой структуры в атомарном водороде. Одно из важных достоинств предлагаемого способа заключается в том, что он позволяет использовать все известные приемы, связанные с оптимизацией геометрии элементов ПТШ и с правильным выбором степени легирования областей истока, стока и затвора, но тем не менее добиться дальнейшего увеличения напряжения пробоя стока за счет улучшения качества материала.The proposed method is aimed at improving the electrophysical properties of ion-doped layers, which is achieved by hydrogenation of the surface region of the semiconductor structure in atomic hydrogen. One of the important advantages of the proposed method is that it allows you to use all the known techniques related to the optimization of the geometry of the PTSh elements and with the correct choice of the degree of doping of the source, drain, and gate regions, but nevertheless to achieve a further increase in the discharge breakdown voltage due to the improvement material quality.

Известен способ [2], в котором для получения мощного ПТШ формируют структуру “плоского” типа, где контакты истока, стока и затвора размещают в одной плоскости на поверхности активного n-слоя. Приборы такого типа обладают слишком низким напряжением пробоя стока и не обеспечивают стабильную работу ПТШ.A known method [2], in which to obtain a powerful PTS form a structure of the "flat" type, where the contacts of the source, drain and gate are placed in the same plane on the surface of the active n-layer. Devices of this type have too low a drain breakdown voltage and do not provide stable operation of the PTSh.

Известны способы, в которых при создании областей истока и стока формируют контактные n⁺-области с помощью либо селективной эпитаксии [3], либо селективной ионной имплантации [4]. Введение в конструкцию ПТШ n⁺-областей истока и стока приводит к существенному улучшению рабочих характеристик ПТШ. Недостатком данного способа является высокая сложность операции селективного легирования, приводящая к низкой воспроизводимости технологического процесса создания транзисторов.Known methods are those in which, when creating source and drain regions, contact n ⁺ regions are formed using either selective epitaxy [3] or selective ion implantation [4]. The introduction of n ⁺ -regions of the source and drain into the design of the PTSh leads to a significant improvement in the performance of the PTS. The disadvantage of this method is the high complexity of the selective doping operation, leading to low reproducibility of the process of creating transistors.

Известен способ изготовления мощного ПТШ [5], по своей сущности наиболее близкий к предлагаемому техническому решению и выбранный нами за прототип, в котором используют двухслойную n⁺-n структуру, сформированную сразу по всей площади подложки, а металлизацию барьера Шоттки наносят на активный n-слой после вытравливания подзатворной канавки в n⁺-слое и заглубления ее в n-слой. Использование углубленного затвора приводит к увеличению напряжение пробоя стока, а отказ от селективного легирования областей истока и стока увеличивает процент выхода годных приборов. Недостатком данного способа является невысокое пробивное напряжение стока, величина которого в случае использования ионно-легированных n⁺-n структур на основе полуизолирующего GaAs составляет 7-10 В и не позволяет получить мощность ПТШ более 2,5 Вт при ширине затвора 5-10 мм.There is a known method of manufacturing a powerful PTSh [5], which in essence is closest to the proposed technical solution and selected by us as a prototype, in which a two-layer n ⁺ -n structure is used that is formed immediately over the entire area of the substrate, and the Schottky barrier metallization is applied to active n- layer after etching the gate groove in the n ⁺ layer and deepening it into the n layer. The use of an in-depth gate leads to an increase in drain breakdown voltage, and the rejection of selective doping of the source and drain regions increases the percentage of suitable devices. The disadvantage of this method is the low breakdown voltage of the drain, the value of which in the case of using ion-doped n ⁺ -n structures based on semi-insulating GaAs is 7-10 V and does not allow to obtain PTSh power of more than 2.5 W with a gate width of 5-10 mm.

В настоящем изобретении предлагается способ получения мощных ПТШ и ИС с высоким пробивным напряжением стока на основе ионно-легированных n⁺-n структур GaAs. Технический результат, достигаемый в предлагаемом способе, заключается в том, что повышается рабочая мощность ПТШ и ИС с ~ 2,5 Вт (способ-прототип) до ~ 5 Вт (предлагаемый способ). Двукратный рост мощности ПТШ и ИС обусловлен увеличением напряжения пробоя стока с ~ 8,5 В (способ прототип) до ~ 17-18 В (предлагаемый способ). Заявляемый технический результат достигается тем, что в маршрут изготовления ПТШ или ИС вводят дополнительную операцию гидрогенизации приповерхностных слоев ионно-легированной структуры. В частности, после операции ионного легирования и высокотемпературного отжига на поверхность структуры наносят диэлектрическую пленку (например, SiO₂) прозрачную для проникновения водорода, а затем обрабатывают структуру в атмосфере атомарного водорода. Температура и время обработки составляют T=100-200°С и t=10-120 мин, соответственно. После этого диэлектрическую пленку удаляют и проводят низкотемпературный отжиг при температуре 400-475°С в течение 5-20 мин. Дальнейшие операции изготовления ПТШ или ИС выполняются по способу-прототипу.The present invention provides a method for producing high-power PTSh and ICs with a high breakdown drain voltage based on ion-doped n ⁺ -n GaAs structures. The technical result achieved in the proposed method is that increases the operating power of the PTSh and IC from ~ 2.5 W (prototype method) to ~ 5 W (proposed method). The twofold increase in the power of PTSh and ICs is due to an increase in the discharge breakdown voltage from ~ 8.5 V (prototype method) to ~ 17-18 V (the proposed method). The claimed technical result is achieved by the fact that in the route of manufacture of PTSh or IS, an additional operation of hydrogenation of the surface layers of the ion-doped structure is introduced. In particular, after the operation of ion doping and high-temperature annealing, a dielectric film (for example, SiO ₂ ) transparent to hydrogen penetration is applied to the surface of the structure, and then the structure is treated in an atmosphere of atomic hydrogen. The temperature and processing time are T = 100-200 ° C and t = 10-120 min, respectively. After that, the dielectric film is removed and low-temperature annealing is carried out at a temperature of 400-475 ° C for 5-20 minutes. Further manufacturing operations of the PTSh or IP are performed according to the prototype method.

Предлагаемый способ основан на следующих известных и экспериментально установленных авторами фактах. Введение атомарного водорода из газовой фазы в приповерхностные слои полупроводниковых материалов приводит к образованию комплексов атомарного водорода с целым рядом электрически активных мелких и/или глубоких центров [6, 7, 8]. В результате этого центры становятся электрически неактивными (пассивируются) и реализуется эффективная “очистка” материала от дефектов. Глубина проникновения атомарного водорода в GaAs в зависимости от режима гидрогенизации составляет от долей микрона до нескольких микрон и значительно превышает толщину n⁺-n структуры, равную ~0,15 мкм. Таким образом, пассивация центров реализуется как в ионно-легированном слое, так на границе раздела канал - подложка и в нижележащих слоях полуизолирующего GaAs. Авторами экспериментально установлено, что гидрогенизация приводит также к существенному изменению химических и структурных свойств приповерхностного слоя GaAs. Толщина этого модифицированного слоя меньше, чем глубина проникновения атомарного водорода и по порядку величины сравнима с толщиной ионно-легированного слоя. Также экспериментально установлено, что гидрогенизация ионно-легированных структур GaAs приводит к подавлению эффекта паразитного обратного управления по подложке и к уменьшению времени релаксации фотовозбужденных носителей [9, 10]. Все эти факты позволяют сделать вывод, что гидрогенизация приводит к существенному изменению (улучшению) электрофизических свойств ионно-легированных структур, что позволяет добиться увеличения напряжения пробоя стока ПТШ.The proposed method is based on the following known and experimentally established by the authors of the facts. The introduction of atomic hydrogen from the gas phase into the surface layers of semiconductor materials leads to the formation of atomic hydrogen complexes with a number of electrically active shallow and / or deep centers [6, 7, 8]. As a result of this, the centers become electrically inactive (passivated) and an effective “cleaning” of the material from defects is realized. The penetration depth of atomic hydrogen in GaAs, depending on the hydrogenation mode, ranges from fractions of a micron to several microns and significantly exceeds the thickness of the n ⁺ -n structure, equal to ~ 0.15 μm. Thus, the passivation of the centers occurs both in the ion-doped layer and at the channel – substrate interface and in the underlying layers of the semi-insulating GaAs. The authors experimentally established that hydrogenation also leads to a significant change in the chemical and structural properties of the GaAs surface layer. The thickness of this modified layer is less than the penetration depth of atomic hydrogen and is comparable in order of magnitude with the thickness of the ion-doped layer. It was also experimentally established that hydrogenation of ionically doped GaAs structures suppresses the parasitic reverse control effect on the substrate and reduces the relaxation time of photoexcited carriers [9, 10]. All these facts allow us to conclude that hydrogenation leads to a significant change (improvement) in the electrophysical properties of ion-doped structures, which allows to increase the breakdown voltage of the PTS drain.

Диэлектрическая пленка служит для защиты поверхности GaAs от травления поверхности атомарным водородом. Ее минимальная толщина выбирается из условия полной сплошности пленки. Максимальная толщина пленки определяется условием достаточной ее проницаемости для диффузии атомов водорода. Экспериментально авторами установлено, что в случае диоксида кремния толщина пленки должна находиться в пределах 3 - 15 нм.The dielectric film serves to protect the GaAs surface from etching of the surface with atomic hydrogen. Its minimum thickness is selected from the condition of complete continuity of the film. The maximum film thickness is determined by the condition of sufficient permeability for diffusion of hydrogen atoms. The authors experimentally established that in the case of silicon dioxide, the film thickness should be in the range of 3 - 15 nm.

Температурные и временные режимы обработки в атомарном водороде, а также низкотемпературного отжига выбирались экспериментально по критерию получения максимального эффекта.The temperature and time regimes of processing in atomic hydrogen, as well as low-temperature annealing, were chosen experimentally by the criterion of obtaining the maximum effect.

Низкотемпературный отжиг используется для того, чтобы восстановить концентрацию носителей заряда в ионно-легированном слое после гидрогенизации. Экспериментально показано, что низкотемпературный отжиг при 400-475°С в течение 5-20 мин приводит к полному восстановлению концентрации носителей.Low-temperature annealing is used to restore the concentration of charge carriers in the ion-doped layer after hydrogenation. It was experimentally shown that low-temperature annealing at 400–475 ° С for 5–20 min leads to a complete restoration of the carrier concentration.

Влияние гидрогенизации на электрические характеристики ПТШ и ИС, изготовленных из ионно-легированных структур GaAs, продемонстрировано в описании примеров к заявке на изобретение.The effect of hydrogenation on the electrical characteristics of PTSh and ICs made of ion-doped GaAs structures is demonstrated in the description of examples of the application for the invention.

ПРИМЕР 1.EXAMPLE 1

Данный пример демонстрирует достижение технического результата с помощью предлагаемого способа относительно способа-прототипа.This example demonstrates the achievement of a technical result using the proposed method relative to the prototype method.

Для создания n⁺-n структур четыре подложки полуизолирующего GaAs [100] имплантировались ионами Si⁺. После этого для удаления имплантационных дефектов и активации примеси подложки подвергали высокотемпературному отжигу в атмосфере мышьяка. Концентрация носителей в контактном n⁺-слое, измеренная C-V методом, составила (1,5-2)·10¹⁸см^-3, а в активном n-слое 3·10¹⁷ см^-3.To create n ⁺ -n structures, four substrates of semi-insulating GaAs [100] were implanted with Si ⁺ ions. After that, to remove implantation defects and to activate impurities, the substrates were subjected to high-temperature annealing in arsenic atmosphere. The concentration of carriers in the contact n ⁺ layer, measured by the CV method, was (1.5-2) · 10 ¹⁸ cm ^-3 , and in the active n-layer 3 · 10 ¹⁷ cm ^-3 .

На две полученные структуры методом плазмохимического осаждения наносили пленку SiO₂ толщиной 5 нм. Затем структуры загружали в вакуумную камеру для обработки в потоке атомарного водорода. Поток атомарного водорода (~ 10¹⁵ см^-2 с^-1) формировался источником на основе дугового отражательного разряда с полым катодом и самокалящимся элементом [11]. Обработку проводили в следующем режиме: давление водорода в вакуумной камере Р=10^-2 Па, температура подложки T=150°С, время обработки t=40 мин. После этого в буферном травителе удаляли пленку SiO₂. Измерения, выполненные C-V методом, показали, что в результате гидрогенизации концентрация носителей в приповерхностном слое существенно уменьшилась. Измерения начинались на глубине ~0,07 мкм, а концентрация носителей составляла n~(2-6)·10 см^-3. Для восстановления исходной концентрации носителей структуры подвергали низкотемпературному отжигу в атмосфере азота при температуре 475°С в течение 10 мин. Концентрация носителей после отжига повышалась до величины, характерной для негидрогенизированной структуры, C-V измерения начинались с глубины 0,025 мкм, а концентрация носителей составляла n=(1,5-2)·10¹⁸ см^-3. Измерения величины паразитного обратного управления по подложке и кинетики релаксации фотопроводимости методом, описанным в [9, 10], показали, что структуры до гидрогенизации характеризуются исходно низкой величиной паразитного обратного управления и быстрой релаксацией фотопроводимости. Гидрогенизация практически не изменяет эти характеристики, однако приводит к незначительному уменьшению величины управления и времени релаксации фотопроводимости.A 5 nm thick SiO ₂ film was deposited on the two structures obtained by plasma chemical deposition. Then the structures were loaded into a vacuum chamber for processing in a stream of atomic hydrogen. The flow of atomic hydrogen (~ 10 ¹⁵ cm ^-2 s ^-1 ) was formed by a source based on an arc reflective discharge with a hollow cathode and a self-heating element [11]. The treatment was carried out in the following mode: hydrogen pressure in the vacuum chamber P = 10 ^-2 Pa, substrate temperature T = 150 ° C, treatment time t = 40 min. After that, a SiO ₂ film was removed in a buffer etchant. Measurements performed by the CV method showed that, as a result of hydrogenation, the concentration of carriers in the surface layer decreased significantly. Measurements began at a depth of ~ 0.07 μm, and the carrier concentration was n ~ (2-6) · 10 cm ^-3 . To restore the initial concentration of carriers, the structures were subjected to low-temperature annealing in a nitrogen atmosphere at a temperature of 475 ° С for 10 min. The concentration of carriers after annealing increased to a value characteristic of a non-hydrogenated structure, CV measurements started from a depth of 0.025 μm, and the concentration of carriers was n = (1.5-2) · 10 ¹⁸ cm ^-3 . Measurements of the parasitic backward control over the substrate and the kinetics of photoconductivity relaxation by the method described in [9, 10] showed that the structures prior to hydrogenation are characterized by an initially low parasitic backward control and rapid relaxation of photoconductivity. Hydrogenation practically does not change these characteristics, but leads to a slight decrease in the magnitude of the control and the relaxation time of photoconductivity.

После этого две гидрогенизированные структуры (№3 и №4) и две структуры, не подвергавшиеся обработке в атомарном водороде (№1 и №2), проходили полный технологический цикл изготовления ИС на основе ПТШ. В своей основе маршрут изготовления ИС соответствовал способу-прототипу. После изготовления ИС измеряли электрические характеристики тестовых транзисторов с шириной затвора 100 мкм, а также характеристики ИС.After that, two hydrogenated structures (No. 3 and No. 4) and two structures that were not subjected to atomic hydrogen treatment (No. 1 and No. 2) went through the full technological cycle of manufacturing ICs based on PTS. Basically, the manufacturing route of the IP corresponded to the prototype method. After manufacturing the IC, the electrical characteristics of the test transistors with a gate width of 100 μm were measured, as well as the characteristics of the IC.

Данные измерений для тестовых ПТШ и ИС, изготовленных по способу-прототипу и предлагаемому способу, сведены в таблице 1. Видно, что ПТШ, изготовленные по предлагаемому способу, имеют повышенное в ~2 раза напряжение пробоя стока и, соответственно, более высокую рабочую мощность. Остальные электрические характеристики приборов практически не отличаются, что свидетельствует о том, что гидрогенизация не приводит к ухудшению каких-либо других параметров ПТШ и ИС.The measurement data for the test PTSh and IS manufactured by the prototype method and the proposed method are summarized in table 1. It can be seen that the PTSh manufactured by the proposed method have a drain breakdown voltage increased by ~ 2 times and, accordingly, a higher operating power. The remaining electrical characteristics of the devices practically do not differ, which indicates that hydrogenation does not lead to a deterioration of any other parameters of the PTSh and IS.

ПРИМЕР 2.EXAMPLE 2

Данный пример демонстрирует влияние длительности гидрогенизации на технический результат, достигаемый по предлагаемому способу.This example demonstrates the effect of the duration of hydrogenation on the technical result achieved by the proposed method.

Для создания n⁺-n структур четыре подложки полуизолирующего GaAs [100] имплантировались ионами Si⁺. После этого для удаления имплантационных дефектов и активации примеси подложки подвергали высокотемпературному отжигу в атмосфере мышьяка. Концентрация носителей в контактном n⁺-слое, измеренная C-V методом, составила (1,5-2)·10¹⁸см^-3, а в активном n-слое 3×10¹⁷ см^-3.To create n ⁺ -n structures, four substrates of semi-insulating GaAs [100] were implanted with Si ⁺ ions. After that, to remove implantation defects and to activate impurities, the substrates were subjected to high-temperature annealing in arsenic atmosphere. The concentration of carriers in the contact n ⁺ layer, measured by the CV method, was (1.5-2) · 10 ¹⁸ cm ^-3 , and in the active n-layer 3 × 10 ¹⁷ cm ^-3 .

Измерения величины паразитного обратного управления по подложке и кинетики релаксации фотопроводимости показали, что структуры до гидрогенизации характеризуются исходно низкой величиной паразитного обратного управления и быстрой релаксацией фотопроводимости. Гидрогенизация при t=5-120 мин, как и в предыдущем примере, практически не изменяет характеристики и лишь приводит к незначительному уменьшению величины управления и времени релаксации фотопроводимости. Гидрогенизация при t=200 мин привела к существенному увеличению влияния прикладываемого к структуре смещения на фотопроводимость, что вообще не наблюдалось на остальных структурах.Measurements of the parasitic reverse control value on the substrate and the kinetics of photoconductivity relaxation showed that the structures prior to hydrogenation are characterized by an initially low parasitic reverse control and rapid relaxation of photoconductivity. Hydrogenation at t = 5-120 min, as in the previous example, practically does not change the characteristics and only leads to a slight decrease in the control value and relaxation time of photoconductivity. Hydrogenation at t = 200 min led to a significant increase in the effect of bias applied to the structure on photoconductivity, which was not observed at all on the other structures.

В таблице 2 приведены характеристики тестовых транзисторов и ИС полученных на n⁺-n структурах, подвергнутых гидрогенизации в течение различного времени, в результате чего изменяется количество атомарного водорода, введенного в GaAs. Видно, что при малых и больших длительностях гидрогенизации (малом и большом количестве введенного водорода) характеристики ПТШ и ИС на гидрогенизированных структурах (структуры №5, №6) и негидрогенизированной структуре (структура №1) отличаются мало. Только в диапазоне длительностей обработки 20-120 мин (при определенном количестве введенного водорода) происходит увеличение напряжения пробоя стока и достигается технический результат изобретения (структура №3).Table 2 shows the characteristics of test transistors and ICs obtained on n ⁺ -n structures subjected to hydrogenation for various times, as a result of which the amount of atomic hydrogen introduced into GaAs changes. It can be seen that for short and long hydrogenation times (small and large amounts of hydrogen introduced), the characteristics of PTSh and IS on hydrogenated structures (structures No. 5, No. 6) and non-hydrogenated structures (structure No. 1) differ little. Only in the range of treatment durations of 20-120 min (with a certain amount of hydrogen introduced) does the drain breakdown voltage increase and the technical result of the invention is achieved (structure No. 3).

ЛитератураLiterature

1. Полевые транзисторы на арсениде галлия. Принципы работы и технология изготовления. / Под ред. Д.В.Ди Лоренцо, Д.Д.Канделуола. - М.: Радио и связь, 1988, с.495.1. Field effect transistors on gallium arsenide. Principles of work and manufacturing technology. / Ed. D.V.Di Lorenzo, D.D. Candeluola. - M.: Radio and Communications, 1988, p. 495.

2. Fukuta M., Mimura I., Tajiumura I. and Furumoto A. IEEE Int. Solid-State Circuits Conf, Dig. Tech. Papers, p. 84, 1973.2. Fukuta M., Mimura I., Tajiumura I. and Furumoto A. IEEE Int. Solid-State Circuits Conf, Dig. Tech. Papers, p. 84, 1973.

3. Fukuta M., et al., IEEE Int. Solid-State Circuits Conf., Dig. Tech. Papers, p.166, 1976.3. Fukuta M., et al., IEEE Int. Solid-State Circuits Conf., Dig. Tech. Papers, p. 166, 1976.

4. Stoneham E., Tan Т. S. and Gladstone J. IEEE Int. Electron Devices Meeting Dig. Tech. Papers, p.330, 1977.4. Stoneham E., Tan T. S. and Gladstone J. IEEE Int. Electron Devices Meeting Dig. Tech. Papers, p. 330, 1977.

5. Hasegawa F. et al. IEEE Int. Solid-State Circuits Conf., Dig. Tech. Papers, p.118, 1978.5. Hasegawa F. et al. IEEE Int. Solid-State Circuits Conf., Dig. Tech. Papers, p. 118, 1978.

6. Corbett J.W., Pearton S.J., Stavola M. Hydrogen in semiconductors // Defect control in semiconductors, eds. Sumino K. Elsevier Science Publishers B.V. (North - Holland), 1990, p.53-63.6. Corbett J.W., Pearton S.J., Stavola M. Hydrogen in semiconductors // Defect control in semiconductors, eds. Sumino K. Elsevier Science Publishers B.V. (North - Holland), 1990, p. 53-63.

7. Myers S.M., Baskes M.I., Birnbaum H.K., et al. Reviews of Modern Physics, v.64, No.2, 1992, p.559-617.7. Myers S.M., Baskes M.I., Birnbaum H.K., et al. Reviews of Modern Physics, v. 64, No.2, 1992, p. 559-617.

8. Божков В.Г., Кагадей В.А., Торхов Н. А. Влияние гидрогенизации на свойства контактов металл - GaAs с барьером Шоттки. / Физика и техника полупроводников, 1998, т.32, №11, с.1343-1348.8. Bozhkov VG, Kagadey VA, Torkhov N. A. Effect of hydrogenation on the properties of metal - GaAs contacts with a Schottky barrier. / Physics and technology of semiconductors, 1998, v.32, No. 11, p.1343-1348.

9. Кагадей В.А, Лиленко Ю.В., Проскуровский Д.И., Широкова Л.С. Подавление эффекта обратного паразитного управления по подложке при гидрогенизации ионно-легированных структур арсенида галлия. / Письма в ЖТФ, 1999, т.25, вып.13, с.37-41.9. Kagadey V.A., Lilenko Yu.V., Proskurovsky D.I., Shirokova L.S. Suppression of the effect of reverse parasitic control on the substrate during the hydrogenation of ion-doped structures of gallium arsenide. / Letters in ZhTF, 1999, v.25, issue 13, p. 37-41.

10. Кагадей В.А, Лиленко Ю.В., Проскуровский Д.И., Широкова Л.С. Влияние гидрогенизации на фотопроводимость ионно-легированных структур арсенида галлия. / Письма в ЖТФ, 2000, т.26, вып.7, с.1-7.10. Kagadey V.A., Lilenko Yu.V., Proskurovsky D.I., Shirokova L.S. The effect of hydrogenation on the photoconductivity of ion-doped structures of gallium arsenide. / Letters in ZhTF, 2000, v.26, issue 7, p.1-7.

11. Kagadei V.A. and Proskurovsky. D.I. / Use of new type of atomic hydrogen source for cleaning and hydrogenation of compound semiconductive materials // J. Vac. Sci. Technol. A. 1998. v.I 6(4), p.2556-2561.11. Kagadei V.A. and Proskurovsky. D.I. / Use of new type of atomic hydrogen source for cleaning and hydrogenation of compound semiconductive materials // J. Vac. Sci. Technol. A. 1998. v. I 6 (4), p. 256-2561.

Claims

1. A method of manufacturing high-power microwave field-effect transistors with a Schottky barrier, which provides for the formation of n ⁺ -n GaAs structures by ion-doping a semi-insulating substrate with subsequent high-temperature annealing and transistor elements, characterized in that after high-temperature annealing, a dielectric film transparent to hydrogen penetration, conduct the processing of the structure in atomic hydrogen at a temperature of 100-200 ° C for 20-120 min, remove the dielectric film and perform low peraturnnaya annealing at a temperature of 400-475 ° C for 5-20 minutes

2. The method according to claim 1, characterized in that the dielectric film is made of SiO ₂ with a thickness of d = 3-15 nm.