Введение
Глава 1 Современные материалы и приборы СВЧ диапазона и области их применения 13
1.1 Общие характеристики и понятие приборы СВЧ диапазона 13
1.1.1 Конструкция типичного СВЧ транзистора и принципы его работы 13
1.1.2 Основные СВЧ характеристики транзистора 19
1.2 Конструкции различных приборов СВЧ диапазона 23
1.2.1 МДП транзисторы 23
1.2.2 Полевые транзисторы с затвором Шоттки 25
1.2.3 Изоморфные транзисторы с двумерным электронным газом 26
1.2.4 Псевдоморфные транзисторы с двумерным электронным газом и односторонним легированием 27
1.2.5 Псевдоморфные транзисторы с двумерным электронным газом и двухсторонним легированием 29
1.2.6 Метаморфные транзисторы с двумерным электронным газом на подложках GaAs и транзисторы на подложках ІпР 30
1.2.7 Метаморфные гетероструктуры на подложке GaAs 31
1.2.8 Транзисторы на нитриде галлия с поляризационно-наведенным каналом 32
1.2.9 Сравнение мощностных и высокочастотных характеристик СВЧ транзисторов 33
1.3 Выводы 36
Глава 2 Современные методы формирования затвора и контактной группы СВЧ транзисторов 39
2.1 Гетероструктурная технология формирования СВЧ-приборов 39
2.1.2 Особенности технологического процесса изготовления транзисторов 40
2.2 Сравнительный анализ существующих литографических систем и их применимости для изготовления затворов транзисторов 40
2.2.1 Электронно-лучевая литография 43
2.2.2 Проекционная литография 45
2.2.3 Импринтная литография 49
2.2.4 Рентгеновская литография 50
2.2.5 Ионно-лучевая литография 52
2.2.6 Контактная фотолитография 53
2.3 Классификация основных схем технологических маршрутов изготовления субмикронных затворов транзисторов 55
2.3.1 Изготовление субмикронного затвора прямоугольной формы, с использованием двухслойной резистивной маски 55
2.3.2 Использование трехслойной резистивной маски 56
2.3.3 Альтернативные методы формирования затвора 58
2.3.4 Изготовление субмикронного затвора грибообразной формы 60
2.3.5 Изготовление затвора грибообразной формы с использованием двухслойной резистивной маски 62
2.3.6 Процесс изготовления грибообразного затвора с использованием трехслойной резистивной маски - одна литография. 64
2.3.7 Процесс изготовления грибообразного затвора с использованием многослойной резистивной маски 65
2.3.8 Методы изготовления затвора грибообразной формы с использованием нескольких литографий с многослойными резистивными масками 67
2.3.9 Косвенные методы формирования затвора 68
2.4. Выводы 70
Глава 3 Технологический процесс контактной фотолитографии с использованием двухслойной резистивной маски. Выбор материалов и оборудования использованного в работе . 75
3.1 Обработка подложек перед нанесением фоторезиста 75
3.2 Нанесение резиста 82
3.3 Сушкарезиста 87
3.4 Совмещение и экспонирование резистов 96
3.5 Проявление резистов 99
3.6 Вакуумное напыление 103
3.7 Допроявление пластин 105
3.8 Операция «взрыва» 107
3.9 Контроль в УФ микроскопе 107
3.10 Анализ материалов, используемых в технологическом процессе контактной фотолитографии в глубоком ультрафиолете с использованием двухслойной системы резистов 108
3.10.1 Выбор резиста для верхнего слоя маски 109
3.10.2 Выбор резиста для нижнего слоя маски 112
3.11 Выводы 115
Глава 4 Экспериментальные исследования получения субмикронных затворов гетероструктурных СВЧ транзисторов методом контактной ультрафиолетовой фотолитографии 117
4.1 Выбор пары резист - проявитель для формирования субмикронных размеров элементов топологии 117
4.2 Исследование зависимостей минимального размера элемента от дозы экспонирования 121
4.3 Исследования по подбору пары верхний — нижний резист 124
4.4 Экспериментальные исследования технологического изготовления затворов для транзисторов на основе GaAs и GaN 126
4.4.1 Технологические факторы, влияющие на результат 126
4.4.2 Технология изготовления затворов гетероструктурных СВЧ транзисторов 128
4.4.3 Экспериментальные исследования технологического изготовления затворов для транзисторов на основе GaAs 131
4.4.4 Экспериментальные исследования технологического процесса изготовления затворов для транзисторов на основе GaN 132
4.5 Выводы 133
Глава 5 Параметры СВЧ транзисторов, изготовленных по усовершенствованной технологии контактной УФ фотолитографии 136
5.1 Методика определения параметров изготовленных транзисторов 136
5.2 СВЧ параметры рНЕМТ транзисторов на GaAs 136
5.3 Параметры, полученные для НЕМТ транзисторов на нитриде галлия 139
5.4 Выводы 140
Заключение 141
Список использованной в работе литературы 143
