Прогнозирование разброса параметров полевых транзисторов с барьером Шоттки на GaAs
Разброс параметров GaAs полевых транзисторов, вызванный неоднородным распределением глубоких центров, может прогнозироваться по концентрации незаполненных глубоких центров на границе "пленка-буферный слой"....
Saved in:
| Published in: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Date: | 2006 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2006
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52968 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Прогнозирование разброса параметров полевых транзисторов с барьером Шоттки на GaAs / Н.Б. Горев, И.Ф. Коджеспирова, Е.Н. Привалов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 4. — С. 36-39. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860248974588379136 |
|---|---|
| author | Горев, Н.Б. Коджеспирова, И.Ф. Привалов, Е.Н. |
| author_facet | Горев, Н.Б. Коджеспирова, И.Ф. Привалов, Е.Н. |
| citation_txt | Прогнозирование разброса параметров полевых транзисторов с барьером Шоттки на GaAs / Н.Б. Горев, И.Ф. Коджеспирова, Е.Н. Привалов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 4. — С. 36-39. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | Разброс параметров GaAs полевых транзисторов, вызванный неоднородным распределением глубоких центров, может прогнозироваться по концентрации незаполненных глубоких центров на границе "пленка-буферный слой".
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:40:58Z |
| format | Article |
| fulltext |
36
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 4
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
16.03 2006 ã.
Îïïîíåíò ê. ò. í. Â. È. ÒÈÌÎÔÅÅÂ
(ÍÒÓÓ "ÊÏÈ", ã. Êèåâ)
Ðàçáðîñ ïàðàìåòðîâ GaAs ïîëåâûõ
òðàíçèñòîðîâ, âûçâàííûé íåîäíîðîä-
íûì ðàñïðåäåëåíèåì ãëóáîêèõ öåíòðîâ,
ìîæåò ïðîãíîçèðîâàòüñÿ ïî êîíöåí-
òðàöèè íåçàïîëíåííûõ ãëóáîêèõ öåíòðîâ
íà ãðàíèöå "ïëåíêà�áóôåðíûé ñëîé".
Îäíîé èç îñíîâíûõ ïðè÷èí, ñäåðæèâàþùèõ ðàç-
âèòèå èíôîðìàöèîííîé òåõíèêè íà àðñåíèäãàëëèåâîé
ýëåìåíòíîé áàçå, ÿâëÿåòñÿ çíà÷èòåëüíûé ðàçáðîñ ïà-
ðàìåòðîâ àêòèâíûõ ýëåìåíòîâ ïî ïîëóïðîâîäíèêîâîé
ïëàñòèíå [1, 2]. Îñîáåííî ñèëüíî ýòî ïðîÿâëÿåòñÿ ïðè
ñîçäàíèè èíòåãðàëüíûõ ñõåì, ñîñòîÿùèõ èç áîëüøî-
ãî ÷èñëà ïîëåâûõ òðàíçèñòîðîâ ñ áàðüåðîì Øîòòêè
(ÏÒØ), ê êîòîðûì ïðåäúÿâëÿþòñÿ æåñòêèå òðåáîâà-
íèÿ ïî îäíîðîäíîñòè ïàðàìåòðîâ.
 ëèòåðàòóðå ñîîáùàþòñÿ ãëàâíûì îáðàçîì ðå-
çóëüòàòû èçó÷åíèÿ ðàçáðîñà ïàðàìåòðîâ ÏÒØ íà èîí-
íî-èìïëàíòèðîâàííûõ ñòðóêòóðàõ [3�5]. Âñëåäñòâèå
ýòîãî è ïðåäëàãàåìûå ðàçíûìè àâòîðàìè ïðè÷èíû
ðàçáðîñà ïàðàìåòðîâ ïðèáîðîâ â êîíå÷íîì èòîãå ñâÿ-
çûâàþòñÿ ñ îñîáåííîñòÿìè òåõíîëîãèè èîííîé èì-
ïëàíòàöèè, ïðèâîäÿùèìè ê âàðüèðîâàíèþ âäîëü ïëàñ-
òèíû êîíöåíòðàöèè ñâîáîäíûõ ýëåêòðîíîâ â òîêî-
ïðîâîäÿùåì êàíàëå. Îäíàêî õîðîøî èçâåñòíî, ÷òî è â
ñëó÷àå ñòðóêòóð, â êîòîðûõ àêòèâíàÿ ïëåíêà ïîëó÷å-
íà ýïèòàêñèàëüíûìè ìåòîäàìè, ïàðàìåòðû ÏÒØ, èç-
ãîòîâëåííûõ íà îäíîé ïëàñòèíå, òàêæå âàðüèðóþòñÿ
â äîâîëüíî øèðîêîì èíòåðâàëå, õîòÿ òàêèå ñòðóêòó-
ðû îáëàäàþò âåñüìà âûñîêîé îäíîðîäíîñòüþ ïðîôè-
ëÿ ëåãèðîâàíèÿ ïî ïëàñòèíå [6]. Òàêèì îáðàçîì, ðàç-
áðîñ ïàðàìåòðîâ ÏÒØ íå ìîæåò áûòü ñâÿçàí òîëüêî
ñ âàðèàöèåé ïàðàìåòðîâ ïëåíêè. Ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò
î òîì, ÷òî ýòîò ðàçáðîñ âî ìíîãîì îïðåäåëÿåòñÿ è
ãðàíèöåé ìåæäó àêòèâíîé ïëåíêîé è ïðèìûêàþùèì
ê íåé ñëîåì (áóôåðíûì ñëîåì èëè ïîäëîæêîé).
Äåëî â òîì, ÷òî â ñèëó çíà÷èòåëüíîãî ïåðåïàäà
êîíöåíòðàöèè ñâîáîäíûõ íîñèòåëåé íà ýòîé ãðàíèöå
îáðàçóåòñÿ îáëàñòü ïðîñòðàíñòâåííîãî çàðÿäà (ïåðå-
õîä "ïëåíêà�ïîäëîæêà" èëè "ïëåíêà�áóôåðíûé ñëîé")
[7]. Ëîêàëèçîâàííàÿ â ïëåíêå îáëàñòü îáåäíåíèÿ ýòî-
ãî ïåðåõîäà îáðàçîâàíà çàðÿäîì ìåëêèõ èîíèçèðî-
âàííûõ äîíîðîâ, à åãî îáëàñòü íàêîïëåíèÿ, ëîêàëè-
çîâàííàÿ â ïîäëîæêå, îáðàçîâàíà çàðÿäîì, ñâÿçàí-
íûì íà ãëóáîêèõ öåíòðàõ. Ïîñêîëüêó êîíöåíòðàöèÿ
íåçàïîëíåííûõ ãëóáîêèõ öåíòðîâ â ïîäëîæêå ñðàâ-
íèìà ñ êîíöåíòðàöèåé ëåãèðóþùåé ïðèìåñè â ïëåí-
êå, ëîêàëèçîâàííàÿ â ïëåíêå îáëàñòü îáåäíåíèÿ ïå-
ðåõîäà ñðàâíèìà ïî øèðèíå ñ åãî îáëàñòüþ íàêîïëå-
íèÿ, è â ñëó÷àå òîíêèõ ïëåíîê, õàðàêòåðíûõ äëÿ ñî-
âðåìåííîé ìèêðîýëåêòðîíèêè, îíà ìîæåò ñòàòü ñðàâ-
íèìîé ñ òîëùèíîé ïëåíêè. Ïîýòîìó ïàðàìåòðû òîí-
êîïëåíî÷íûõ àðñåíèäãàëëèåâûõ ïðèáîðîâ âåñüìà
÷óâñòâèòåëüíû ê ñâîéñòâàì ïîëóèçîëèðóþùåé ïîä-
ëîæêè, íà êîòîðîé îíè èçãîòàâëèâàþòñÿ, â ÷àñòíî-
ñòè, ê êîíöåíòðàöèè ãëóáîêèõ öåíòðîâ â ïîäëîæêå. Â
òðåõñëîéíûõ ñòðóêòóðàõ, â êîòîðûõ ìåæó ïëåíêîé è
ïîäëîæêîé èìååòñÿ áóôåðíûé ñëîé, ñèòóàöèÿ óñëîæ-
íÿåòñÿ è òåì, ÷òî íà õàðàêòåðèñòèêè ÏÒØ âëèÿþò ãëó-
áîêèå öåíòðû êàê â áóôåðíîì ñëîå, òàê è â ïîäëîæêå.
Âûÿâëåíèå ñâÿçè ìåæäó ðàñïðåäåëåíèåì ãëóáî-
êèõ öåíòðîâ ïî ïîëóïðîâîäíèêîâîé ïëàñòèíå è ðàç-
áðîñîì ïàðàìåòðîâ ÏÒØ íà òðåõñëîéíûõ ñòðóêòó-
ðàõ "ïëåíêà�áóôåðíûé ñëîé�ïîäëîæêà" è ÿâëÿåòñÿ
öåëüþ äàííîé ðàáîòû.
Äëÿ äîñòèæåíèÿ ýòîé öåëè ïðåæäå âñåãî íåîáõî-
äèìî íàéòè âåëè÷èíó, õàðàêòåðèçóþùóþ èíòåãðàëü-
íîå âëèÿíèå ãëóáîêèõ öåíòðîâ â áóôåðíîì ñëîå è
ïîäëîæêå íà õàðàêòåðèñòèêè ÏÒØ. Äëÿ ýòîãî ìîæíî
âîñïîëüçîâàòüñÿ ïîäõîäîì, ïðåäëîæåííûì íàìè â
ðàáîòax [8, 9], â êîòîðûõ ðàññìîòðåíû îñîáåííîñòè
íèçêî÷àñòîòíîé âîëüò-ôàðàäíîé õàðàêòåðèñòèêè àð-
ñåíèäãàëëèåâûõ ñòðóêòóð "ïëåíêà�áóôåðíûé ñëîé�
ïîäëîæêà". Ìû ïîêàçàëè òàì, ÷òî ïðè çíà÷åíèÿõ îá-
ðàòíîãî íàïðÿæåíèÿ íà áàðüåðå Vrev, ïðè êîòîðûõ èìååò
ìåñòî çíà÷èòåëüíîå ñìûêàíèå îáëàñòåé îáåäíåíèÿ
áàðüåðà Øîòòêè è ïåðåõîäà "ïëåíêà�áóôåðíûé ñëîé",
íèçêî÷àñòîòíàÿ áàðüåðíàÿ åìêîñòü CLF âåäåò ñåáÿ àíî-
ìàëüíûì îáðàçîì, à èìåííî, óâåëè÷èâàåòñÿ ñ ðîñ-
òîì Vrev, è ïî ýòîìó àíîìàëüíîìó ó÷àñòêó íèçêî÷àñ-
òîòíîé âîëüò-ôàðàäíîé çàâèñèìîñòè ìîæíî îïðåäå-
ëèòü âåëè÷èíó, õàðàêòåðèçóþùóþ èíòåãðàëüíîå âëè-
ÿíèå ãëóáîêèõ öåíòðîâ êàê â áóôåðíîì ñëîå, òàê è â
ïîäëîæêå, íà çàõâàò íîñèòåëåé èç ïëåíêè. Ìû íàçâà-
ëè ýòó âåëè÷èíó ýôôåêòèâíîé êîíöåíòðàöèåé íåçàïîë-
íåííûõ ãëóáîêèõ öåíòðîâ íà ãðàíèöå "ïëåíêà�áóôåð-
íûé ñëîé". Ýòà ýôôåêòèâíàÿ êîíöåíòðàöèÿ N ñëåäóþ-
ùèì îáðàçîì âûðàæàåòñÿ ÷åðåç íèçêî÷àñòîòíóþ áàðü-
åðíóþ åìêîñòü CLF:
3
2
0 d d 0
min
d d
LF
LF rev C VLF rev
C
N
q S C V
>
= εε , (1)
ÏÐÎÃÍÎÇÈÐÎÂÀÍÈÅ ÐÀÇÁÐÎÑÀ ÏÀÐÀÌÅÒÐÎÂ
ÏÎËÅÂÛÕ ÒÐÀÍÇÈÑÒÎÐÎÂ Ñ ÁÀÐÜÅÐÎÌ ØÎÒÒÊÈ ÍÀ GaAs
Ê. ô.-ì. í. Í. Á. ÃÎÐÅÂ, ê. ô.-ì. í. È. Ô. ÊÎÄÆÅÑÏÈÐÎÂÀ,
ê. ô.-ì. í. Å. Í. ÏÐÈÂÀËÎÂ
Óêðàèíà, ã. Äíåïðîïåòðîâñê, Èíñòèòóò òåõíè÷åñêîé ìåõàíèêè
E-mail: gorev57@mail.ru
ãäå q �
ε �
ε0 �
S �
çàðÿä ýëåêòðîíà;
îòíîñèòåëüíàÿ äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü ïîëóïðî-
âîäíèêà;
äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïîñòîÿííàÿ;
ïëîùàäü áàðüåðíîãî êîíòàêòà.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 4
37
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Åñòü âñå îñíîâàíèÿ ïîëàãàòü, ÷òî èíòåãðàëüíîå
âëèÿíèå íåçàïîëíåííûõ ãëóáîêèõ öåíòðîâ â áóôåð-
íîì ñëîå è ïîäëîæêå íà ïàðàìåòðû ÏÒØ òîæå ìîæ-
íî õàðàêòåðèçîâàòü âåëè÷èíîé N. Äëÿ ïðîâåðêè ïðåä-
ïîëîæåíèÿ î òîì, ÷òî ñ òî÷êè çðåíèÿ âëèÿíèÿ ãëóáî-
êèõ öåíòðîâ íà ïàðàìåòðû ÏÒØ èõ ðàñïðåäåëåíèå ïî
ïëàñòèíå ìîæíî õàðàêòåðèçîâàòü îäíîé âåëè÷èíîé,
à èìåííî, ýôôåêòèâíîé êîíöåíòðàöèåé N íåçàïîë-
íåííûõ ãëóáîêèõ öåíòðîâ íà ãðàíèöå "ïëåíêà�áóôåð-
íûé ñëîé", íåîáõîäèìî ðàññ÷èòàòü ïàðàìåòðû ÏÒØ â
øèðîêîì äèàïàçîíå èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðîâ, õàðàêòå-
ðèçóþùèõ ãëóáîêèå öåíòðû â áóôåðíîì ñëîå è ïîä-
ëîæêå, è ñîïîñòàâèòü ðàññ÷èòàííûå ïàðàìåòðû ÏÒØ
ñ âåëè÷èíîé N.
Íèçêî÷àñòîòíàÿ âîëüò-ôàðàäíàÿ õàðàêòåðèñòèêà
òðåõñëîéíîé ñòðóêòóðû, íåîáõîäèìàÿ äëÿ îïðåäåëå-
íèÿ ýôôåêòèâíîé êîíöåíòðàöèè íåçàïîëíåííûõ ãëó-
áîêèõ öåíòðîâ N ïî ôîðìóëå (1), ìîæåò áûòü ðàññ÷è-
òàíà ïî íàøåé ìîäåëè, îïèñàííîé â ðàáîòå [9], êîòî-
ðàÿ ó÷èòûâàåò ñìûêàíèå îáëàñòè îáåäíåíèÿ áàðüåðà
Øîòòêè è îáëàñòåé ïðîñòðàíñòâåííîãî çàðÿäà íà ìåæ-
ñëîåâûõ ãðàíèöàõ.
×òî êàñàåòñÿ ïàðàìåòðîâ òðàíçèñòîðîâ, òî îíè
îáû÷íî ðàññ÷èòûâàþòñÿ ïî èçâåñòíûì àíàëèòè÷å-
ñêèì ìîäåëÿì ÏÒØ [10]. Îäíàêî âñå ýòè ìîäåëè îñ-
íîâàíû íà äîïóùåíèè, ÷òî ïðîâîäÿùèé êàíàë ýëåêò-
ðîíåéòðàëåí, îáëàñòü îáåäíåíèÿ áàðüåðà Øîòòêè ïîë-
íîñòüþ îáåäíåíà ñâîáîäíûìè íîñèòåëÿìè, è ãðàíèöà
ìåæäó êàíàëîì è ýòîé îáëàñòüþ ÿâëÿåòñÿ ðåçêîé (ïðè-
áëèæåíèå ðåçêèõ ãðàíèö). Ïðèáëèæåíèå æå ýòî ñïðà-
âåäëèâî òîëüêî â òîì ñëó÷àå, åñëè øèðèíà êàíàëà
íàìíîãî áîëüøå òàêîãî õàðàêòåðíîãî ðàçìåðà êàê
äåáàåâñêàÿ äëèíà, è ïîýòîìó îíî ñòàíîâèòñÿ çàâåäî-
ìî íåïðèìåíèìûì âáëèçè îòñå÷êè. Êðîìå òîãî, ýòî
ïðèáëèæåíèå íå ïîçâîëÿåò ðàññìàòðèâàòü âëèÿíèå
ôèçè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â êàíàëå (íàïðèìåð, òàêèõ êàê
îáðàçîâàíèå ïîä çàòâîðîì ñòàòè÷åñêîãî äîìåíà ñèëü-
íîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ) íà çàïîëíåíèå ãëóáîêèõ
öåíòðîâ íà ãðàíèöå ðàçäåëà "ïëåíêà�ïîäëîæêà"
("ïëåíêà�áóôåðíûé ñëîé"), êîòîðîå, â ñâîþ î÷åðåäü,
ìîæåò ñóùåñòâåííî âëèÿòü íà ïðîâîäèìîñòü êàíàëà.
Ýòè ïðîöåññû àäåêâàòíî ó÷èòûâàþòñÿ äâóõìåðíûìè
÷èñëåííûìè ìîäåëÿìè [11�13], îäíàêî ìîäåëè ýòè
èìåþò äîâîëüíî áîëüøîå ÷èñëî âõîäíûõ ïàðàìåòðîâ,
òî÷íûå çíà÷åíèÿ êîòîðûõ ÷àñòî íåèçâåñòíû, è òðåáó-
þò äîâîëüíî çíà÷èòåëüíîãî îáúåìà âû÷èñëåíèé.
Ðàçóìíûì æå êîìïðîìèññîì ìåæäó àäåêâàòíî-
ñòüþ îïèñàíèÿ è ñëîæíîñòüþ ìîäåëè ìîæåò áûòü êâà-
çèäâóõìåðíàÿ ìîäåëü ÏÒØ, ïðåäëîæåííàÿ â íàøåé
ðàáîòå [14] ïðè ðàññìîòðåíèè çàõâàòà íîñèòåëåé èç
ïëåíêè íà ãëóáîêèå öåíòðû â áóôåðíîì ñëîå è ïîä-
ëîæêå. Â ýòîé ìîäåëè èñïîëüçîâàíû ïðåäïîëîæåíèÿ,
ÿâëÿþùèåñÿ îáùåïðèíÿòûìè ïðè ðàññìîòðåíèè
ñòðóêòóð ÏÒØ (ïðîäîëüíîå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå ñó-
ùåñòâóåò òîëüêî â ïëåíêå è íå çàâèñèò îò ïîïåðå÷íîé
êîîðäèíàòû, ïîïåðå÷íîé êîìïîíåíòîé è äèôôóçèîí-
íîé ñîñòàâëÿþùåé ïðîäîëüíîé êîìïîíåíòû ïëîòíîñ-
òè òîêà ìîæíî ïðåíåáðå÷ü, âñå ïðèëîæåííîå íàïðÿ-
æåíèå èñòîê-ñòîê ïàäàåò íà ïîäçàòâîðíîé ÷àñòè òðàí-
çèñòîðà). Îòëè÷èòåëüíîé æå îñîáåííîñòüþ ìîäåëè ÿâ-
ëÿåòñÿ îòêàç îò ïðèáëèæåíèÿ ðåçêèõ ãðàíèö, à èìåí-
íî, â íåé ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî îáëàñòè îáåäíåíèÿ áàðü-
åðà Øîòòêè è ïåðåõîäà "ïëåíêà�áóôåðíûé ñëîé"
ñîìêíóòû, ò. å. â ëþáîì ïîïåðå÷íîì ñå÷åíèè òðàíçèñ-
òîðà êîíöåíòðàöèÿ n ñâîáîäíûõ íîñèòåëåé äîñòèãà-
åò â íåêîòîðîé òî÷êå ïëåíêè xm ìàêñèìàëüíîãî çíà-
÷åíèÿ nm, ìåíüøåãî êîíöåíòðàöèè Nd ëåãèðóþùåé ïðè-
ìåñè â ïëåíêå (ðèñ. 1). Ýòà ìîäåëü â êîíå÷íîì èòîãå
ñâîäèòñÿ ê ÷èñëåííîìó ðåøåíèþ çàäà÷è Êîøè äëÿ
ñèñòåìû îáûêíîâåííûõ äèôôåðåíöèàëüíûõ óðàâíå-
íèé.
Ìîäåëü ïîçâîëÿåò ðàññ÷èòàòü âîëüò-àìïåðíóþ õà-
ðàêòåðèñòèêó òðàíçèñòîðà. Òèïè÷íûå ðàññ÷èòàííûå
âîëüò-àìïåðíûå õàðàêòåðèñòèêè ïðèâåäåíû íà ðèñ. 2
(êîíöåíòðàöèÿ ëåãèðóþùåé ïðèìåñè â ïëåíêå
Nd=1017 ñì�3; òîëùèíà ïëåíêè h=0,2 ìêì; äëèíà çà-
òâîðà l=1 ìêì; øèðèíà çàòâîðà W=300 ìêì; òîëùèíà
Ids, ìÀ
20
15
10
5
0 1 2 3 4 5 Uds, Â
VG=�0,5 B
VG=�1 B
Ðèñ. 2. Ðàññ÷èòàííûå çàâèñèìîñòè òîêà ñòîêà Ids îò íà-
ïðÿæåíèÿ èñòîê-ñòîê Uds ïðè ðàçíûõ çíà÷åíèÿõ íàïðÿ-
æåíèÿ çàòâîðà VG
Ìåòàëë GaAs
Ïëåíêà (Ïë)
Áóôåðíûé
ñëîé (ÁÑ)
Ïîäëîæêà
(Ï)
ÎÎØ Ïåðåõîä Ïë-ÁÑ
ÎÎ ÎÍ
Ïåðåõîä ÁÑ-Ï
ÎÎ ÎÍ
+++ +++ ���� +++ ������
n
nm
nbuf
nsub
xm h h+hb x
Ðèñ. 1. Ñõåìàòè÷åñêèé âèä ðàñïðåäåëåíèÿ êîíöåíòðàöèè
ñâîáîäíûõ íîñèòåëåé n è ïðîñòðàíñòâåííîãî çàðÿäà ïî-
ïåðåê ÏÒØ íà òðåõñëîéíîé ñòðóêòóðå "ïëåíêà�áóôåð-
íûé ñëîé�ïîäëîæêà":
ÎÎØ � îáëàñòü îáåäíåíèÿ áàðüåðà Øîòòêè; ÎÎ � îáëàñòü
îáåäíåíèÿ; ÎÍ � îáëàñòü íàêîïëåíèÿ
Nd
38
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 4
áóôåðíîãî ñëîÿ hb=0,7 ìêì; êîíöåíòðàöèÿ ãëóáîêèõ
öåíòðîâ â áóôåðíîì ñëîå Ntb=2·1016 ñì�3; ïàðàìåòð
Øîêëè�Ðèäà ãëóáîêèõ öåíòðîâ â áóôåðíîì ñëîå
n1b=1011 ñì�3 (ýòîò ïàðàìåòð, çàâèñÿùèé îò ãëóáèíû
ýíåðãåòè÷åñêîãî óðîâíÿ ãëóáîêîãî öåíòðà, ðàâåí êîí-
öåíòðàöèè ñâîáîäíûõ íîñèòåëåé â çîíå ïðîâîäèìîñ-
òè â ñëó÷àå, êîãäà óðîâåíü Ôåðìè ñîâïàäàåò ñ ýòèì
ýíåðãåòè÷åñêèì óðîâíåì); êîíöåíòðàöèÿ ñâîáîäíûõ
íîñèòåëåé â íåéòðàëüíîé îáëàñòè áóôåðíîãî ñëîÿ
nbuf=1013 ñì�3 (â ñëó÷àå ñìûêàíèÿ îáëàñòè îáîãàùå-
íèÿ ïåðåõîäà "ïëåíêà�áóôåðíûé ñëîé" è îáëàñòè îáåä-
íåíèÿ ïåðåõîäà "áóôåðíûé ñëîé�ïîäëîæêà" ýòà îá-
ëàñòü ñòÿãèâàåòñÿ â îäíó òî÷êó); êîíöåíòðàöèÿ ãëóáî-
êèõ öåíòðîâ â ïîäëîæêå Nt=5·1016 ñì�3; ïàðàìåòð
Øîêëè�Ðèäà ãëóáîêèõ öåíòðîâ â ïîäëîæêå
n1=1010 ñì�3; êîíöåíòðàöèÿ ñâîáîäíûõ íîñèòåëåé â
ãëóáèíå ïîäëîæêè nsub=108 ñì�3; âûñîòà áàðüåðà
Øîòòêè ϕb=0,8 ýÂ; T=300 Ê).
Çíàÿ âîëüò-àìïåðíûå õàðàêòåðèñòèêè äëÿ ðàçëè÷-
íûõ çíà÷åíèé íàïðÿæåíèÿ çàòâîðà, ìîæíî îïðåäåëèòü
îñíîâíûå ïàðàìåòðû ÏÒØ, à èìåííî, òîê íàñûùå-
íèÿ Isat, êðóòèçíó gm è íàïðÿæåíèå îòñå÷êè Vpo (íà-
ïðÿæåíèå îòñå÷êè îáû÷íî îïðåäåëÿåòñÿ êàê íàïðÿ-
æåíèå çàòâîðà, ïðè êîòîðîì òîê íàñûùåíèÿ äîñòèãà-
åò íåêîòîðîé çàäàííîé ìàëîé âåëè÷èíû, êîòîðóþ
îáû÷íî ïðèíèìàþò ðàâíîé 10 ìêÀ).
Íà ðèñ. 3 ïðèâåäåíî ñîïîñòàâëåíèå ýôôåêòèâíîé
êîíöåíòðàöèè N íåçàïîëíåííûõ ãëóáîêèõ öåíòðîâ íà
ãðàíèöå "ïëåíêà�áóôåðíûé ñëîé" è òîêà íàñûùåíèÿ,
êðóòèçíû è íàïðÿæåíèÿ îòñå÷êè ÏÒØ, ðàññ÷èòàííûõ
â øèðîêîì äèàïàçîíå ïàðàìåòðîâ, õàðàêòåðèçóþùèõ
ãëóáîêèå öåíòðû è èõ ðàñïðåäåëåíèå â ðàññìàòðèâà-
åìîé ñòðóêòóðå: êîíöåíòðàöèÿ ãëóáîêèõ öåíòðîâ â
áóôåðíîì ñëîå Ntb ðàâíà 1016, 2·1016, 3·1016 ñì�3; ïà-
ðàìåòð Øîêëè�Ðèäà ýòèõ ãëóáîêèõ öåíòðîâ n1b ðàâåí
1010, 1012 ñì�3; êîíöåíòðàöèÿ ñâîáîäíûõ íîñèòåëåé
â íåéòðàëüíîé îáëàñòè (òî÷êå) áóôåðíîãî ñëîÿ nbuf
ðàâíà 1012, 1013, 1014 ñì�3; òîëùèíà áóôåðíîãî ñëîÿ
hb ðàâíà 0,05, 0,1, 0,3, 0,4, 0,6, 0,8, 0,9, 1,0 ìêì
(îáû÷íî òîëùèíà áóôåðíîãî ñëîÿ ñîñòàâëÿåò îêîëî
1 ìêì, îäíàêî äèôôóçèÿ ãëóáîêèõ öåíòðîâ èç ïîä-
ëîæêè ìîæåò óìåíüøèòü ýôôåêòèâíóþ òîëùèíó áó-
ôåðíîãî ñëîÿ, è ïîýòîìó ðàñ÷åò áûë ïðîâåäåí òàêæå
è äëÿ hb<<1 ìêì); êîíöåíòðàöèÿ ãëóáîêèõ öåíòðîâ â
ïîäëîæêå Nt ðàâíà 5·1016, 1017 ñì�3; êîíöåíòðàöèÿ ñâî-
áîäíûõ íîñèòåëåé â ãëóáèíå ïîäëîæêè nsub ðàâíà
5·108, 1010 ñì�3 (òîê íàñûùåíèÿ è êðóòèçíà ðàññ÷èòà-
íû ïðè íàïðÿæåíèè çàòâîðà VG=�1 Â). Òîëùèíà ïëåí-
êè h, êîíöåíòðàöèÿ ëåãèðóþùåé ïðèìåñè â ïëåíêå Nd,
à òàêæå êîíöåíòðàöèÿ ìåëêèõ äîíîðîâ â ïîäëîæêå Ns
èìåëè ôèêñèðîâàííûå çíà÷åíèÿ h=0,2 ìêì, Nd=
=1017 ñì�3 è Ns=5·1015 ñì�3. Çàòâîð èìåë äëèíó 1 ìêì
è øèðèíó 300 ìêì.
Êàê âèäíî èç ãðàôèêîâ, âàðèàöèÿ êîíöåíòðàöèè N
ïî ïëàñòèíå ïðèâîäèò ê çàìåòíîìó ðàçáðîñó ïàðà-
ìåòðîâ ÏÒØ äàæå ïðè ôèêñèðîâàííîé òîëùèíå è
ïëîòíîñòè ëåãèðîâàíèÿ ïëåíêè. Èç ãðàôèêîâ òàêæå
âèäíî, ÷òî èìååòñÿ äîâîëüíî õîðîøàÿ êîððåëÿöèÿ
ìåæäó ïàðàìåòðàìè ÏÒØ è âåëè÷èíîé N, à èìåííî,
òîê íàñûùåíèÿ, êðóòèçíà è àáñîëþòíàÿ âåëè÷èíà íà-
ïðÿæåíèÿ îòñå÷êè èìåþò ÿâíóþ òåíäåíöèþ ê óìåíü-
øåíèþ ñ óâåëè÷åíèåì N. Ôèçè÷åñêèé ìåõàíèçì ýòî-
ãî óìåíüøåíèÿ çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî óâåëè÷åíèå N
ïðèâîäèò ê ñóæåíèþ ïðîâîäÿùåãî êàíàëà â ïëåíêå
âñëåäñòâèå óâåëè÷åíèÿ îòðèöàòåëüíîãî çàðÿäà, ñâÿ-
çàííîãî íà ãëóáîêèõ öåíòðàõ â áóôåðíîì ñëîå.
Èòàê, íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî â ðàññìàòðèâàåìîé
ñòðóêòóðå ðàñïðåäåëåíèå ãëóáîêèõ öåíòðîâ ïî ïëàñ-
òèíå õàðàêòåðèçóåòñÿ íåñêîëüêèìè ïàðàìåòðàìè (êîí-
öåíòðàöèÿ ãëóáîêèõ öåíòðîâ â áóôåðíîì ñëîå è ïîä-
ëîæêå, èõ ãëóáèíà, òîëùèíà áóôåðíîãî ñëîÿ), î ðàç-
áðîñå ïàðàìåòðîâ ÏÒØ, âûçâàííîì íåîäíîðîäíûì
ðàñïðåäåëåíèåì ãëóáîêèõ öåíòðîâ ïî ïëàñòèíå, ìîæíî
ñóäèòü ïî îäíîé âåëè÷èíå, à èìåííî, ïî ýôôåêòèâíîé
êîíöåíòðàöèè íåçàïîëíåííûõ ãëóáîêèõ öåíòðîâ íà
ãðàíèöå "ïëåíêà�áóôåðíûé ñëîé".
Òàêèì îáðàçîì, ðàçáðîñ ïàðàìåòðîâ ïîëåâûõ òðàí-
çèñòîðîâ ìîæíî ïðîãíîçèðîâàòü äî èçãîòîâëåíèÿ
ïðèáîðîâ ïî ýôôåêòèâíîé êîíöåíòðàöèè íåçàïîëíåí-
íûõ ãëóáîêèõ öåíòðîâ íà ãðàíèöå "ïëåíêà�áóôåðíûé
ñëîé", îïðåäåëÿåìîé ñ ïîìîùüþ âîëüò-ôàðàäíûõ èç-
ìåðåíèé â èñõîäíûõ ïëàñòèíàõ.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Êîñòûëåâ Ñ. À., Ïðîõîðîâ Å. Ô., Óêîëîâ À. Ò. Âëèÿíèå
ïîëóèçîëèðóþùåé ïîäëîæêè íà ïàðàìåòðû àðñåíèäãàëëèåâûõ ïî-
ëåâûõ òðàíçèñòîðîâ ñ áàðüåðîì Øîòòêè // Îáçîðû ïî ýëåêòðîí-
íîé òåõíèêå. Ñåð. Ýëåêòðîíèêà ÑÂ×.� 1986.� ¹ 7.� Ñ. 1�39.
2. Êîñòûëåâ Ñ. À., Ïðîõîðîâ Å. Ô., Óêîëîâ À. Ò. ßâëåíèÿ òî-
êîïåðåíîñà â òîíêîïëåíî÷íûõ àðñåíèäãàëëèåâûõ ñòðóêòóðàõ.�
Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 1990.
3. Ishii Y., Miyazawa Y., Ishida S. Threshold voltage scattering
of GaAs MESFET�s fabricated on LEC-grown semi-insulating substrates
Isat, ìÀ
10
8
6
4
2
0 1 10 100
N, 1015 ñì�3
gm, ìÑì
16
15
14
0 1 10 100
N, 1015 ñì�3
�Vpo, Â
2,0
1,8
1,6
0 1 10 100
N, 1015 ñì�3
Ðèñ. 3. Ðàññ÷èòàííûå çàâèñèìîñòè òîêà íàñûùåíèÿ Isat,
êðóòèçíû gm è íàïðÿæåíèÿ îòñå÷êè Vpo ÏÒØ îò ýôôåê-
òèâíîé êîíöåíòðàöèè N íåçàïîëíåííûõ ãëóáîêèõ öåíò-
ðîâ íà ãðàíèöå "ïëåíêà�áóôåðíûé ñëîé"
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 4
39
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
// IEEE Transactions on Electron Devices.� 1984.� Vol. ED-31,
N 6.� P. 800�804.
4. Nanishi Y., Ishida S., Miyazawa S. Correlation between
dislocation distribution and FET performances observed in low Cr
doped LEC GaAs // Japanese Journal of Applied Physics.� 1983.�
Vol. 22, N 1.� P. L54�L56.
5. Kasahara J., Arai M., Watanabe N. Extremely uniform threshold
voltage distribution of GaAs FET made on LEC-grown crystals //
Electronics Letters.� 1985.� Vol. 21, N 22.� P. 1040�1042.
6. Ãàññàíîâ Ë. Ã., Ëàóðñ Å. Ï., Ãðóøà Ñ. À. Ñîâðåìåííûé
óðîâåíü è ïåðñïåêòèâû ðàçâèòèÿ àðñåíèäãàëëèåâûõ ïðèáîðîâ ÑÂ×
íà áàçå òåõíîëîãèè ìîëåêóëÿðíî-ëó÷åâîé ýïèòàêñèè // Îáçîðû ïî
ýëåêòðîííîé òåõíèêå. Ñåð. Ýëåêòðîíèêà ÑÂ×.� 1985.� ¹. 8.�
Ñ. 1�50.
7. Õó÷óà Í. Ï., Õâåäåëèäçå Ë. Â., Òèãèøâèëè Ì. Ã. è äð. Ðîëü
ãëóáîêèõ óðîâíåé â òåõíîëîãèè àðñåíèäà ãàëëèÿ // Ìèêðîýëåêò-
ðîíèêà.� 2003.� Ò. 32, ¹ 5.� Ñ. 323�343.
8. Kostylev S. A., Prokhorov E. F. , Gorev N. B. et al. Low-
frequency capacitance-voltage characterization of deep levels in film�
buffer layer�substrate GaAs structures // Solid-State Electronics.�
1999.� Vol. 43, N 1.� P. 169�176.
9. González-Hernández J., Prokhorov E., Gorev N. B. et al.
Nondestructive technique for the characterization of deep traps at
interlayer interfaces in thin-film multilayer semiconductor structures
// Journal of Vacuum Sience &Technology B.� 1999.� Vol. 17,
N 5.� P. 2357�2360.
10. Øóð Ì. Ñîâðåìåííûå ïðèáîðû íà îñíîâå àðñåíèäà ãàë-
ëèÿ.� Ì.: Ìèð, 1991.
11. Horio K., Asada K., Yanai H. Two-dimensional simulation of
GaAs MESFETs with deep acceptors in the semi-insulating substrate
// Solid-State Electronics.� 1991.� Vol. 34, N 4.� P. 335�343.
12. Horio K., Fuseya Y., Kusuki H., Yanai H. Simplified
simulations of GaAs MESFET�s with semi-insulating substrate
compensated by deep levels // IEEE Transactions on Computer-
Aided Design.� 1991.� Vol. 10, N 10.� P. 1295�1302.
13. Horio K., Fuseya Y. Two-dimensional simulations of drain-
current transients in GaAs MESFET�s with semi-insulating substrate
compensated by deep levels // IEEE Transactions on Electron
Devices.� 1994.� Vol. ED-41, N 8.� P. 1340�1346.
14. Ãîðºâ Ì. Á., Êîâàëåíêî Þ. À., Êîäæåñï³ðîâà ². Ô., Ïðî-
õîðîâ ª. Ô. Êâàç³äâîâèì³ðíà ìîäåëü çàõîïëåííÿ íîñ³¿â ó ñòðóê-
òóð³ àðñåí³äãàë³éîâîãî ïîëüîâîãî òðàíçèñòîðà ç çàòâîðîì Øîòê³
// Ðàäèîôèçèêà è ýëåêòðîíèêà. (Õàðüêîâ)� 1998.� Ò. 3, ¹ 3.�
Ñ. 103�105.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-52968 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:40:58Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Горев, Н.Б. Коджеспирова, И.Ф. Привалов, Е.Н. 2014-01-14T22:48:05Z 2014-01-14T22:48:05Z 2006 Прогнозирование разброса параметров полевых транзисторов с барьером Шоттки на GaAs / Н.Б. Горев, И.Ф. Коджеспирова, Е.Н. Привалов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 4. — С. 36-39. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52968 Разброс параметров GaAs полевых транзисторов, вызванный неоднородным распределением глубоких центров, может прогнозироваться по концентрации незаполненных глубоких центров на границе "пленка-буферный слой". ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Функциональная микро- и наноэлектроника Прогнозирование разброса параметров полевых транзисторов с барьером Шоттки на GaAs Прогнозування розбіжності параметрів польових транзисторів з бар'єром Шоткі на GaAs Prediction of GaAs metal-semiconductor field-effect transistor parameter spread Article published earlier |
| spellingShingle | Прогнозирование разброса параметров полевых транзисторов с барьером Шоттки на GaAs Горев, Н.Б. Коджеспирова, И.Ф. Привалов, Е.Н. Функциональная микро- и наноэлектроника |
| title | Прогнозирование разброса параметров полевых транзисторов с барьером Шоттки на GaAs |
| title_alt | Прогнозування розбіжності параметрів польових транзисторів з бар'єром Шоткі на GaAs Prediction of GaAs metal-semiconductor field-effect transistor parameter spread |
| title_full | Прогнозирование разброса параметров полевых транзисторов с барьером Шоттки на GaAs |
| title_fullStr | Прогнозирование разброса параметров полевых транзисторов с барьером Шоттки на GaAs |
| title_full_unstemmed | Прогнозирование разброса параметров полевых транзисторов с барьером Шоттки на GaAs |
| title_short | Прогнозирование разброса параметров полевых транзисторов с барьером Шоттки на GaAs |
| title_sort | прогнозирование разброса параметров полевых транзисторов с барьером шоттки на gaas |
| topic | Функциональная микро- и наноэлектроника |
| topic_facet | Функциональная микро- и наноэлектроника |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52968 |
| work_keys_str_mv | AT gorevnb prognozirovanierazbrosaparametrovpolevyhtranzistorovsbarʹeromšottkinagaas AT kodžespirovaif prognozirovanierazbrosaparametrovpolevyhtranzistorovsbarʹeromšottkinagaas AT privaloven prognozirovanierazbrosaparametrovpolevyhtranzistorovsbarʹeromšottkinagaas AT gorevnb prognozuvannârozbížnostíparametrívpolʹovihtranzistorívzbarêromšotkínagaas AT kodžespirovaif prognozuvannârozbížnostíparametrívpolʹovihtranzistorívzbarêromšotkínagaas AT privaloven prognozuvannârozbížnostíparametrívpolʹovihtranzistorívzbarêromšotkínagaas AT gorevnb predictionofgaasmetalsemiconductorfieldeffecttransistorparameterspread AT kodžespirovaif predictionofgaasmetalsemiconductorfieldeffecttransistorparameterspread AT privaloven predictionofgaasmetalsemiconductorfieldeffecttransistorparameterspread |