26 березня 2026 року відбулося чергове засідання наукового гуртка здобувачів вищої освіти “Актуальні проблеми електроніки та електроенергетики” кафедри гідротехнічного будівництва, водної та електричної інженерії факультету архітектури та будівництва. Відповідно до плану роботи, з доповіддю на тему «Проблеми технології виготовлення діодів Шотткі та шляхи її оптимізації» виступив керівник наукового гуртка к.т.н., доцент Литвиненко В.М.

У своїй доповіді доповідач висвітлив наступні питання:

1. Загальні відомості про діоди Шотткі.

2. Особливості технології виготовлення діодів Шотткі.

3. Причини деградації електричних параметрів діодів Шотткі.

4. Розробка технологічних методів, направлених на запобігання деградації електричних параметрів діодів Шотткі.

Діоди Шотткі широко використовуються в багатьох областях електроніки як випрямляючі діоди невеликої та середньої потужності, а також як імпульсні діоди. При цьому слід зазначити, що вартість діодів Шотткі залишається порівняно високою через низький вихід придатних діодів, що пояснюється високим рівнем їх зворотного струму і нижчою, порівняно з p-n переходами, пробивною напругою. Ці явища пов'язані із суттєвою залежністю зворотного струму діода Шотткі від якості поверхні діодної структури та впливу на нього структурних дефектів та сторонніх домішок.

          Доповідач провів аналіз технологічного маршруту виготовлення діодів Шотткі та вказав основні технологічні проблеми їх виготовлення. Серед структурних дефектів, насамперед, слід зазначити окислювальні дефекти упакування (ОДУ), що утворюються в активних областях діодів під час проведення високотемпературних операцій. Зазвичай ОДУ розташовуються у приповерхневій ділянці кристала. Не декоровані домішками ОДУ мало впливають на зворотні характеристики діодів. Декорування ОДУ домішками важких металів у процесі термічного окиснення призводить до того, що у приповерхневому шарі кремнію утворюється висока щільність поверхневих станів. Після осадження на таку поверхню молібдену, що формує бар'єр Шотткі, бар'єр межі розділу «метал — напівпровідник» стає досить тонким для тунельного проходження електронів з металу в напівпровідник при зворотному зміщенні переходу.

          Проведені дослідження відбракованих непридатних за рівнем зворотного струму діодних структур показали наявність у їх активних областях високої щільності окислювальних дефектів упакування.

Доповідач розповів про основні технологічні методи, що використовуються для ліквідації структурних дефектів в активних областях діодних та тиристорних структур. Проведені дослідження показали, що найбільш ефективним для придушення ОДУ є метод створення гетеруючої області на зворотній стороні  пластини за допомогою імплантації іонів аргону у зворотний бік пластини та подальшого відпалу пластин у суміші азоту та кисню перед осадженням шарів нітриду кремнію. Область гетера (ОГ) на зворотній стороні пластини була сформована за допомогою імплантації іонів аргону у зворотний бік пластини з енергією 100 кеВ, дозою 5·10¹⁵см^-2 на установці «Везувій-5» та подальшого відпалу пластин у суміші азоту (130 л/год) та кисню (6 л/год) за температури Т=1100^оС протягом 3год (рис.1). Для поліпшення стану поверхні структур діодів і зменшення рівня їх зворотних струмів був випробуваний метод гетерування за допомогою проведення дифузії бору в робочу сторону діодних  структур після формування захисного шару SiO₂. Дифузія бору проводилася методом відкритої труби з джерела В₂О₃ за температури 950^оС протягом 30 хв у суміші аргону (100л/год) і сухого кисню (4л/год). При цьому на поверхні захисного шару двоокису кремнію утворилася плівка боросилікатного скла, яка володіє гетеруючою дією по відношенню до неконтрольованих домішок металів (рис.1).

Рис.1. Структура дода Шотткі, виготовлена за розробленою технологією з використанням гетерування: ОГ – область гетера; БСС – гетеруючий шар боросилікатного скла

Для випробування запропонованої технології виготовлення структур діода Шотткі були сформовані дослідні партії, кожна з яких ділилася на дві частини: одна частина партії була виготовлена за базовою технологією, друга частина – за розробленою технологією із застосуванням 2 стадій гетерування дефектів:

1) гетерування областю гетера, створеною на зворотній стороні пластини перед осадженням нітриду кремнію;

2) гетерування шаром боросилікатного скла, в процесі проведення дифузії бору в робочий бік пластин після окислення меза-структур.

Як показали результати проведеного дослідження, використання розробленої технології виготовлення діодів дозволяє підвищити вихід придатних діодних структур за зворотним струмом в середньому на 10%.

У засіданні наукового гуртка та обговорені запропонованих питань прийняли активну участь здобувачі 1-4 курсів та магістри першого року навчання, які навчаються за спеціальностями 141 електроенергетика, електротехніка та електромеханіка та G3 Електрична інженерія.

Автор: Литвиненко В.М. (26.03.26року)