Исследование структуры HEMT-транзисторов на основе A B

Исследование структуры HEMT-транзисторов на основе AIIIBV
соединений
Введение.
Известно, что необходимость обработки больших объёмов информации за всё
более короткое время приводит к непрерывному усложнению интегральных схем и
повышению быстродействия каждого отдельного элемента.
Наибольшее
распространение
получили
гетероструктурные
полевые
транзисторы на основе полупроводниковых соединений AIIIBV типа HEMT (High
electron Mobility Transistor), высокое быстродействие которых обеспечивается большой
подвижностью носителей заряда. В приборах данного типа двумерный проводящий
канал, представляющий собой квантовую яму, и прилегающие к нему слои
широкозонных полупроводников изготавливаются из нелегированного материала.
Носители заряда, заполняющие канал и обуславливающие его проводимость,
создаются за счет легирования мелкими примесями пространственно отделенных от
канала слоев широкозонного полупроводника. Электроны из широкозонного материала
переходят в нелегированный узкозонный, вызывая изгиб зоны проводимости.
Перешедшие электроны из-за эффекта электронного ограничения остаются в
потенциальной яме. Электроны пространственно отделены от ионизированных
донорных атомов, что существенно снижает примесное рассеяние. Кроме того, высокая
плотность электронов на гетерогранице снижает кулоновское рассеяние из-за
эффективного электронного экранирования. В результате подвижность электронов,
перешедших в узкозонный материал, достигает при комнатной температуре значений,
характерных для чистого материала.
Таким образом, возможность получения высокой концентрации электронов в
очень тонком слое, благоприятный электронный транспорт, а так же возможность
управления концентрацией в канале способствовали быстрой разработке нового типа
полевых транзисторов на двумерном электронном газе - HEMT-транзисторов.
В настоящее время особый интерес представляют малошумящие транзисторы с
высокой
подвижностью
электронов
на
основе
соединений
GaAs.
Рабочие
характеристики таких приборов зависят как от планарности интерфейсов и состава слоя
канала InGaAs, так и от типа легирования барьерных слоев.
Постановка задачи.
Целью работы является исследование структуры HEMT-транзисторов на основе
III
A B
V
соединений методом высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии,
проведение
сопоставления
данных
рентгеновской
дифрактометрии,
катодолюминесценции, РСМА и просвечивающей электронной микроскопии.
Задача - определить толщину и состав квантовой ямы (канала), среднее
рассогласование канала и подложки, степень релаксации. Провести сравнительный
анализ образцов с симметричным и асимметричным легированием.
План работы.
1.
Обсуждение задачи. Изучение литературы.
2.
Обработка данных рентгеновской дифрактометрии и рефлектометрии.
Сопоставление с данными ПЭМ.
3.
Измерение спектров катодолюминесценции.
4.
Определение состава квантовой ямы методом РСМА.
5.
Сопоставление результатов. Построение детальной модели структуры
образцов.
2