Preview

Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника

Расширенный поиск

ЭМИССИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КВАНТОВОЙ ЯМЫ С ДОНОРНЫМ ДЕЛЬТА-СЛОЕМ В pHEMT-ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ

https://doi.org/10.32603/1993-8985-2018-21-5-44-50

Полный текст:

Аннотация

В настоящей статье проведено экспериментальное и теоретическое исследование pHEMT-гетероструктур (ГС) с квантовой ямой (КЯ) AlGaAs/InGaAs/GaAs и дельта-легированным слоем, используемых как активные области при изготовлении СВЧ-транзисторов, работающих в частотном диапазоне 4...18ГГц. В качестве экспериментальных методик применялись: электрохимическое вольт-фарадное профилирование, методы адмиттансной спектроскопии (полной проводимости). Была проведена модернизация установки ECV-Pro, что позволило впервые в эксперименте наблюдать два концентрационных пика: от приповерхностного дельта-слоя pHEMT-транзистора и пик обогащения от КЯ. Для определения оптимальной скорости травления осуществлялся контроль дна кратера в процессе травления посредством АСМ-микроскопа. Емкость контакта "электролит–полупроводник" измерялась RLCизмерителем Agilent. Основной теоретический метод исследования в работе – численное моделирование ключевых электрофизических параметров наногетероструктуры путем самосогласованного решения уравнений Шредингера и Пуассона. Были определены профили дна зоны проводимости и рассчитаны уровни размерного квантования для исследуемых образцов гетероструктуры. Проведен комплексный анализ серии образцов с целью исследования влияния положения дельта-слоя на глубину залегания уровней и концентрацию носителей в КЯ. Определено оптимальное расстояние между КЯ и дельта-слоем, обеспечивающее наиболее эффективный процесс поставки носителей заряда в квантовую яму. Проведенный цикл исследований направлен на совершенствование приборов СВЧ-электроники. Он позволяет увеличить коэффициент усиления и крутизну передаточной характеристики транзисторов.

Об авторах

Я. В. Иванова
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)
Россия

Иванова Яна Владимировна – магистр техники и технологии по направлению "Электроника и микроэлектроника" (2012), аспирант кафедры микро- и наноэлектроники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина). Автор двух научных публикаций. Сфера научных интересов – физика наноразмерных полупроводников, компьютерные технологии, численное моделирование.

ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197376, Россия



Г. Е. Яковлев
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)
Россия

Яковлев Георгий Евгеньевич – магистр техники и технологии по направлению "Электроника и наноэлектроника" (2014), аспирант кафедры микро- и наноэлектроники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина). Автор более 30 научных работ. Сфера научных интересов – диагностика наноразмерных полупроводников, компьютерные технологии, моделирование.

ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197376, Россия



В. И. Зубков
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)
Россия

Зубков Василий Иванович – доктор физико-математических наук (2008), профессор (2018), профессор кафедры микро- и наноэлектроники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина), главный научный сотрудник АО «ЦНИИ "Электрон"». Автор более 150 научных работ. Сфера научных интересов – физика твердого тела и физика полупроводников, наноэлектроника, моделирование и диагностика квантово-размерных гетероструктур.

ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197376, Россия



Список литературы

1. Mimura T. Development of High Electron Mobility Transistor // Jpn. J. Appl. Phys. 2005. Vol. 44, no. 12. P. 8263– 8268. doi: 10.1143/JJAP.44.8263

2. Golio M., Golio J. RF and Microwave Passive and Active Technologies. Boca Raton: CRC Press, 2007. 736 p.

3. Pejovic Momcilo M., Pejovic Milic M. Different Types of Field-Effect Transistors. Rijeka: InTech, 2017. 182 p. doi: 10.5772/65626

4. Электрохимическое вольт-емкостное профилирование концентрации свободных носителей заряда в HEMT-гетероструктурах на основе соединений InGaAs/AlGaAs/GaAs / П. Н. Брунков, А. А. Гуткин, М. Э. Рудинский, О. И. Ронжин, А. А. Ситникова, А. А. Шахмин // ФТП. 2011. Т. 45, No 6. С. 829–835.

5. Гетероструктуры с квантовыми точками InGaAs/GaAs, легированными атомами переходных элементов. II: Исследование циркулярно-поляризованной люминесценции / М. В. Дорохин, С. В. Зайцев, А. В. Рыков, А. В. Здоровейщев, Е. И. Малышева, Ю. А. Данилов, В. И. Зубков, Д. C. Фролов, Г. Е. Яковлев, А. В. Кудрин // ЖТФ. 2017. Т. 87, No 10. С. 1539–1544. doi: 10.21883/JTF.2017.10.44999.1989

6. Ambridge T., Faktor M. An Automatic Carrier Concentration Profile Plotter Using an Electrochemical Technique // J. Appl. Electrochem. 1975. Vol. 5, no. 4. P. 319– 328. doi: 10.1007/BF00608796

7. Blood P. Capacitance-Voltage Profiling and the Characterisation of III–V Semiconductors Using Electrolyte Barriers // Semicond. Sci. Technol. 1986. Vol. 1. P. 7– 27. doi: 10.1088/0268-1242/1/1/002

8. Иванова Я. В., Зубков В. И. Численный расчет коэффициента прозрачности легированной гетероструктуры с квантовой ямой методом внутренней задачи // Изв. СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2018. Вып. 5. С. 5–10.

9. Зубков В. И. Диагностика гетероструктур с квантовыми ямами InxGax–1As/GaAs методом вольт-фарадных характери-стик: разрывы зон, уровни квантования, волновые функции // ФТП. 2007. Т. 41, Вып. 3. С. 331–337

10. A Delta-Doped InGaP/InGaAs pHEMT with Different Doping Profiles for Device-Linearity Improvement / Y-C. Lin, E. Y. Chang, H. Yamaguch, W.-Ch. Wu, Ch.-Y. Chang // IEEE Trans. Electron Devices. 2007. Vol. 54. no. 7. P. 1617– 1625. doi: 10.1109/TED.2007.899398

11. Теоретические и экспериментальные исследования вольт-амперных и вольт-фарадных характеристик HEMT структур и полевых транзисторов / Е. А. Тарасова, Е. С. Оболенская, А. В. Хананова, С. В. Оболенский, В. Е. Земляков, В. И. Егоркин, А. В. Неженцев, А. В. Сахаров, А. Ф. Цацульников, В. В. Лундин, Е. Е. Заварин, Г. В. Медведев // ФТП. 2016. Т. 50, вып. 12. С. 1599 –1604. doi: 10.21883/ftp.2016.12.43883.29

12. Особенности электрохимического вольт-фарадного профилирования арсенид-галлиевых светоизлучающих и pHEMT-структур с квантово-размерными областями / Г. Е. Яковлев, М.В. Дорохин, В. И. Зубков, А. Л. Дудин, А. В. Здоровейщев, Е. И. Малышева, Ю. А. Данилов, Б. Н. Звонков, А. В. Кудрин // ФТП. 2018. Т. 52, No 8. С. 873–880. doi: 10.21883/FTP.2018.08.46212.8708

13. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. 456 с.

14. Kroemer H., Chien W. Y. On the Theory of Debye Averaging in the C-V Profiling of Semiconductors // Solid State Eelctron. 1981. Vol. 24, no. 7. P. 655–660. doi: 10.1016/0038-1101(81)90195-7

15. Kokorev M. F., Maleev N. A. A New Approach to the Determination of Gate Length and Other Parameters of Gaas MESFETs and MODFETs // Solid-State Electron. 1996. Vol. 39, no. 2. P. 297–302. doi: 10.1016/0038-1101(95)00121-2


Для цитирования:


Иванова Я.В., Яковлев Г.Е., Зубков В.И. ЭМИССИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КВАНТОВОЙ ЯМЫ С ДОНОРНЫМ ДЕЛЬТА-СЛОЕМ В pHEMT-ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2018;(5):44-50. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2018-21-5-44-50

For citation:


Ivanova Y.V., Yakovlev G.E., Zubkov V.I. EMISSION PROCESSES OF QUANTUM WELL INTERACTION WITH DELTA-LAYER IN pHEMT-HETEROSTRUCTURES. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2018;(5):44-50. (In Russ.) https://doi.org/10.32603/1993-8985-2018-21-5-44-50

Просмотров: 71


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1993-8985 (Print)
ISSN 2658-4794 (Online)