Enhancing parameters of silicon varactors using laser gettering

Abstract

The authors investigate how and why defects influence the inverse characteristics of varactors. The paper presents experimental results on the effect laser gettering has on the electrical parameters of varactors. The mechanisms of the laser gettering effect on the parameters of varactors are analyzed.

Варикапи широко використовуються в радіоелектроніці як змінна ємність, величина якої управляється напругою. Основними параметрами варикапа є його добротність, номінальна ємність, зворотний струм і коефіцієнт перекриття по ємності, який визначає частотний діапазон використання варикапа. Розробка варикапів зі зворотним градієнтом концентрації домішки в базі дала можливість значно збільшити коефіцієнт перекриття по ємності. При цьому, однак, виникла проблема, пов'язана з низьким виходом придатних приладів через розкид значень номінальної ємності структур по площі пластини, а також високого рівня їх зворотних струмів. Робота присвячена дослідженню впливу структурних дефектів на параметри кремнієвого варикапа зі зворотним градієнтом концентрації домішки в базі і можливості застосування лазерного гетерування для поліпшення його параметрів і підвищення виходу придатних приладів. Встановлено, що головною причиною низького відсотка виходу придатних досліджуваних варикапів є окислювальні дефекти упакування (ОДУ), що утворюються в активних областях структур в процесах проведення високотемпературних операцій. Детально розглянута запропонована технологія виготовлення структур варикапів з лазерним гетеруванням, а також особливості створення області гетера на зворотному боці пластин. Приведено експериментальні результати досліджень впливу лазерного гетерування на електричні параметри варикапів. Показано, що застосування розробленої технології дозволяє запобігти або істотно зменшити щільність ОДУ в активних областях структур, що дає можливість знизити рівень зворотних струмів і зменшити розкид значень номінальної ємності варикапів по площі пластини і, як наслідок, підвищити вихід придатних приладів.

Работа посвящена исследованию влияния структурных дефектов на параметры кремниевого варикапа с обратным градиентом концентрации примеси в базе и возможности применения лазерного геттерирования для улучшения его параметров и повышения выхода годных приборов. Установлено, что главной причиной низкого процента выхода годных исследуемых варикапов являются окислительные дефекты упаковки (ОДУ), образующиеся в активных областях структур в процессах проведения высокотемпературных операций. Подробно рассмотрена предложенная технология изготовления структур варикапов с лазерным геттерированием, а также особенности создания области геттера на обратной стороне пластин. Приведены экспериментальные результаты исследований влияния лазерного геттерирования на электрические параметры варикапов. Показано, что применение разработанной технологии позволяет предотвратить или существенно уменьшить плотность ОДУ в активных областях структур, дает возможность снизить уровень обратных токов и уменьшить разброс значений номинальной емкости варикапов по площади пластины и, как следствие, повысить выход годных приборов.