Релаксационная спектроскопия глубоких уровней в нелегированных и легированных сурьмой эпитаксиальных слоях GaAs
Диссертация
Полупроводниковые структуры на основе соединений АШВУ находят широкое применение в оптоэлектронике, микроэлектронике, особенно в СВЧ электронике. Тенденциями в развитии этих прикладных областей являются достижение предельных характеристик приборов, снижение энергопотребления, увеличение быстродействия. В связи с этим ужесточаются требования к качеству полупроводникового материала, к содержанию… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Разработка спектрометра глубоких уровней
- 1. 1. Введение
- 1. 2. Физические основы метода релаксационной спектроскопии глубоких уровней и способы его реализации
- 1. 3. Разработка спектрометра глубоких уровней
- 1. 4. Метод релаксации напряжения в РСГУ по проводимости
- 1. 4. Результаты и
- выводы
- Глава 2. Влияние изовалентной примеси сурьмы на образование электрически активных дефектов в п-СаАв, полученном, методом жидкофазной эпи-таксии
- 2. 1. Введение
- 2. 2. Методика эксперимента
- 2. 3. Глубокие уровни в п-СаАвгБЬ, выращенном методом жидкофазной эпитаксии из расплава галлия
- 2. 4. Глубокие уровни в п-ваАв^Ь, выращенном методом жидкофазной эпитаксии из расплава висмута
- 2. 5. Обсуяедение результатов
Список литературы
- Lang D. V. Deep-level transient spectroscopy: A new method to characterize traps in semiconductors. — J. Appl. Phys., 1974, v.45, № 7, p. 3023.
- Lang D. V. Fast capacitance transient apparatus: Application to ZnO and О centers in GaP p-n junctions. J. Appl. Phys., 1974, v.45, № 7, p. 3014.
- Miller G.L., Lang D.V., Kimerling L.C. Capacitance transient spectroscopy. Ann. Rev. Mater. Sci., 1977, p. 377.
- Кравченко А. Ф., Принц В. Я. Исследование глубоких центров в арсениде галлия методом емкостной спектроскопии. Изв. вузов. Физика, 1980, № 1, с. 52.
- Shockley W., Read W.T. Statistics of the recombinations of Holes and Electrons. Jr. Phys. Rev., 1952, v.87, p. 835.
- Misrashi S. Peaker A.R. Hamilton B. A high sensitivity bridge for measurement of deep states in semiconductors. J. Phys. E: Sci. Inst, v.13,1980, p.1055−1060.
- Breitenstein O. A Capasitence Meter of High Absolute Sensitivity Suitable for Scaning DLTS Aplication. Phys. Stat. Sol.(a), 1982, v.71, p.159.
- Miller G.L., Ramizer J.V. and Robinson D. A. H. Correlation method for semiconductor transient signal measurement. J. Appl. Phys., 1975, v.46, № 6, p. 2638.
- Kimerling C.K. New developments in defect studies in semiconductors. IEEE Trans, on Nucl. Sci., 1976, v. NS-23, p. 1497−1505.
- Lefevre H. and Schulz M. Double correlation technique (DDLTS) for analysis of deep level profiles in semiconductors. Appl. Phys., 1977, v.12, p. 45−53.
- Wang C.D. and Lin H.C. Deep-level transient spectroscopy system using a spectrum analyzer. -J. Appl. Phys., 1981, v.52, p. 546−5 492 638.
- Zilbershtejn A., Bert G. and Nuzillat G. Hole traps and their effects in GaAs mesfets. Inst. Phys. Conf. Ser. No. 45: Chapter 4, 1979, p.315.
- Hawkins I.D. and Peaker A.R. capacitance and conductanse deep-level transient spectroscopyin field effect transistors. Appl. Phys. Lett., 1986, v. 48, № 3, p. 227−229.
- Maracas G.N., Lading W.D. and Wittman H.R. Electrical characterization of the GaAs/AlxGai-xAs interface by conductance DLTS. J. Vac. Sci. and Technol., 1984, v. B2, No.3, p. 599−603.
- Farmer J.W., Lamp C.D. and Meese J.M. Charge transient spectroscopy. Appl. Phys. Lett., 1982, v. 41, p. 1063−1065.
- Берман JI.C. Емкостные методы исследования полупроводников Л., «Наука», 1972.
- Берман Л.С., А.А. Лебедев Емкостная спектроскопия глубоких центров в полупроводниках. -Л., «Наука», 1981.
- Goto G., Yanagisowa S., WadaO., Takanaski H. An improved method of determining deep impurity levels and profiles in semiconductor Jap. J. Appl. Phys., 1974, v. 13, № 7, p. 1127.
- Pals J.A. Properties of Au, Pt, Pd and Rh levels in Silicon measured with a constant capacitance technique. Solid-State Electronics, 1984, v. 17, p. 1139.
- Принц В. Я., Орлов О. М. Способ контроля глубоких в полупроводниках и устройство для его реализации. А. с. № 843 642,-Опубл. в Б. И., 1982, № 12, с. 293.
- DeJule R. Y., Haase M. A., Ruby D.S., Stillman G. E. Constant capacitance DLTS circuit for measuring high purity semiconductors. Solid-State Electronics, 1985, v.28, No 6, p. 639.
- Принц В. Я., Булатецкий К. Г. Спектроскопия глубоких примесных уровней компенсационным методом ПТЭ, 1979, № 4, с. 255.
- Самойлов В.А., Принц В. Я. Емкостный спектрометр глубоких уровней. ПТЭ, 1985, вып. 5, с. 178.
- Принц В. Я. Метод релаксационной спектроскопии глубоких уровней, использующийинжекцию дырок в контакте металл-полупроводник. В кн. Тез. докл, II Всес. совещание по глубоким уровням в полупроводниках, Ташкент, 1980, ч. I, с. 103−104.
- Auret F.D. and Nel М. Detection of minority-carrier defects by deep-level transient spectroscopy using Schottky barrier diodes. J. Appl. Phys., 1987, v. 61 (7), p. 2546.
- Линев В. H., Мочальскич В. Б. Синхронный детектор для сверхпроводящего магнетометра. ПТЭ, 1972, № 2, с. 167.
- Plamen V. Kolev and М. J. Deen Constant resistance deep-level transient spectroscopy in submicron metall-oxide-semiconductor field-effect transistors J. Appl. Phys., 1998, v. 83, № 2, p. 820.
- Соловьева E.B., Рытова H.C., Мильвидский М. Г., Ганина Н. В. Электрические свойства арсенида галлия, легированного изовалентными примесями. (GaAs:Sb, GaAa: In). ФТП, 1981, т. 15, в. 11, с. 2141−2146.
- Соловьева Б.В., Мильвидскнй М. Г. Особенности дефектообразования в полупроводниках при изовалентном легировании. ФТП, 1983, т. 17, в. 11 с. 2022−2024.
- Пихтин А.Н. Оптические переходы в полупроводниковых твердых растворах. -ФТП, 1977, т. 11, в. 3, с. 425−455.
- Баженов В.К., Фистуль В. И. Изоэлектронные примеси в полупроводниках. Состояние проблемы. ФТП, 1984, т. 18, в.8, с. 1345−1362.
- Бирюлин Ю.Ф., Ганина Н. В., Чалдышев В. В. Фотолюминисценция твердых растворов GaAsi.xSbx (0<х<0,01). ФТП, 1981, т. 15, в. 9, с. 1849−1852.
- Бирюлин Ю.Ф., Ганина Н. В., Мильвидскнй М. Г., Чалдышев В. В., Шмарцев Ю. В. Фотолюминисценция твердых растворов GaAsixSbx и Gai.xInxAs (х<0,01).- ФТП, 1983, т. 17, в. 1, с. 108−114.
- Баженов В.К., Петухов А. Г., Соловьева Е. В. Резонансный уровень сурьмы в арсениде галлия. ФТП, 1981, т. 15, в. 4, с. 768−771.•2 с
- Уфимцев В.Б., Фистуль В. И. Изовалентное легирование соединений, А В Электроннаятехника., сер. Материалы, 1984, в. 9 (194), с. 42−49.
- Kalukhov V.A. and Chikichev S.I. The Influence of Isoelectronic Impurities on Intrinsic Deep Levels in Liquid Phase Epitaxial Gallium Arsenide. Phys. St. Sol. (a.), 1985, v. 88, p. K59,
- Yakusheva N.A., Prinz V.Ya., Bolkhovityanov Yu.B. Discovery of Electron Traps in LPE GaAs Grown from a Bismuth Melt. Phys. St. Sol. (a.), 1986, v. 95, p. K43-K46.
- Zhan-Guo Wang, Ledebo L.A. and Grimmeiss H. G. Electronic properties of native deep-level defects in liquid-phase epitaxial GaAs. J. Phys. C: Solid State Phys., 1984, v. 17, p. 259−272.
- Mitonneau A., Martin G. M., Mircea A. Hole traps in bulk and epitaxial GaAs crystals. -Electron. Lett., 1977, v. 13, N 22, p. 666−667.
- K. Mallik and S. Dhar Dominant traps in liquid phase epitaxial GaAs studied by controlled doping with indium and antimony. Phys. St. Sol. (b), 1994, v. 184, p. 393−398.
- Lang D.V. and Logan R.A. A study of deep levels in GaAs by capacitance spectroscopy. -Journal of Electronic Materials, 1975, v.4, No. 5, p. 1053−1066.
- Ikoma Т., Takikawa M. and Okumura T. Invited: Deep Levels in GaAs and GaP. Japan J. Appl. Phys., 1976, v. 16, p. 223−232.
- Martin G.M., Mitonneau A., Mircea A. Electron traps in bulk and epitaxial GaAs crystals. -Electron. Lett, 1977, v. 13, p. 191−192.
- Caldas M.G., Dabrovski J., Fassio A., and Scheffler M. Anion-Antisite-like Defects in III-V
- Compounds Phys. Rev. Lett., 1990, v. 65, p. 2046−2049.
- Zang S.B. and Chadi D.J. Cation Antisite Defects and Antisite-Inter Stitial Complex in Gallium Arsenide Phys. Rev. Lett., 1990, v. 64, p. 1789−1792.
- Ladowski J., Gatos Н.С., Parsey J.M., Wada К., Kaminska M. and Walukievicz W. Origin of the 0.82-eV electron trap in GaAs and annihilation by shallow donors. Appl. Phys. Lett, 1982, v. 40, No. 4, p. 342 -344.
- Wang W.L., Li S.S. and Lee D.H. On the physical origins of the EL2 center in GaAs J. Electrochem. Soc., 1986, v. 133, No. l, p.196−199.
- Болховитянов Ю.Б., Принц В. Я., Хайри E.X. Энергетический спектр глубоких уровней в GaAs легированном Sb. В кн.: Тез. докл, II Всес. совещание по глубоким уровням в полупроводниках, Ташкент, 1980, ч. I, с. 73.-74.
- Nahory R.E., Pollack М.А., De Winter J.C., Williams K.M. Grows and properties of liquid-phase epitaxial GaAsi.xSbx.- J. Appl. Phys., 1977, v. 48, p. 1607−1614.
- Усик В.И. А. с. СССР № 924 634, Б.И., вып. 6 (1982).
- Lang D. V. Deep-level transient spectroscopy: A new method to characterize traps in semiconductors. J. Appl. Phys., 1974, v.45, № 7, p. 3023.
- Зи C.M. Физика полупроводниковых приборов. 2-е изд. и доп. — Москва: Мир, 1984. -с. 280.
- Принц В. Я. Метод релаксационной спектроскопии глубоких уровней, использующий инжекцию дырок в контакте металл-полупроводник. В кн Тез. докл, II Всес. совещание по глубоким уровням в полупроводниках, Ташкент, 1980, ч. I, с. 103−104.
- Принц В.Я.,. Хайри Е. Х, Самойлов В. А., Болховитянов Ю. Б. Глубокий уровень вводимый в GaAs легированием изовалентной примесью Sb. ФТП, 1986, т. 20, в. 8, с. 1392−1395.
- Bolkhovityanov Yu.B. Bolkhovityanova R.I., Hairy E.H., Chikichev S.I., Yudaev V.l. A multipurpose graphite boat for LPE growth of multilayer heterostructures. Cryst. Res. Techn., 1982, v. 17, N 12, p. 1491−1499.
- Henry C.N. and Lang D.V. Nonradiative capture and recombination by multiphonon emission in GaAs and GaP. — Phys. Rev. B, 1977, v.15, No. 2, p.989−1016.
- Mitonneau A., Mircea A. Martin G.M. and Pons D. Electron and hole capture cross-sections at deep centers in gallium arsenide. Rev. Phys. Appl., 1979, v 14, p 853−861.
- Fang Zhao-Qiang,. Schlesinger T. E,. Milnes A. G, Evidence for EL6 (Ec-0,35eV) acting as a dominant recombination center in n-type horizontal Bridgman GaAs. -J. Appl. Phys., 1987, v. 61, p. 5047−5051.
- Mitchel W.C., Yu P.W.J. An antimony-related electronic level in isovalently doped bulk GaAs.- Appl. Phys., 1987, v. 82, p. 4781−4784.
- Baemnler M., Fuchs F., Kaufmann U. Optical properties of the Sboa heteroantisite defect in GaAS: SB- Phys. Rev. B, 1989, v. 40, p. 8072.
- Omling P., Hofmann D.M., Kunzer M., Baeumler M. and Kaufmann U.- Magnetic circular dichroizm and optical detection of electron paramagnetic resonance of SbGa heteroantisite defect in GaAs: Sb. Phys. Rev. B, 1992, v. 45, p. 3349−3352.
- Omling P., Yang B.H., Samuelson L., Yakimova, R. Fornell J.O., Ledebo L. Electronic properties of the SbGa heteroantisite defect GaAs: Sb. Phys. Rev. B, 1991, v. 44, p. 13 398−13 402.
- Ридли Б.К. Квантовые процессы в полупроводниках Москва, Мир, 1986, с. 82
- Пожела Ю. Юцене В. Физика сверхбыстродействующих транзисторов. Отв. ред. д.-р физ.- мат. Наук Матуленис А., Вильнюс: «Мокслас», 1985, с.7−9.
- М. Шур Современные приборы на основе арсенида галлия. Перевод с английского под ред. д.-ра физ.- мат. наук Левинштейна М. Е. и д.-ра техн. Наук Челнокова В. Е., М: «Мир», 1991, с. 291.
- Wojtowcz М., Lai R., Streit D.S., Block T.R., Tan K.L., Liu P.N., Freudenthal A.K. and Dia R.M. 0.10 Dm graded InGaAs cannel HEMT with 305 GHz fT and 340 GHz fmax. IEEE Electron. Dev. Letters., 1994. V. v.-15. № 11. p. 477 — 479.
- Костылев C.A., Прохоров Е. Ф., Уколов A.T. Влияние полуизолирующей подложки на параметры арсенидгаллиевых полевых транзисторов с барьером Шоттки (обзор) Обзоры по электронной технике. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1986. Вып. 7, с. 2 40.
- Kocot С., Stolte С. Backgating in GaAs MESFET’s. IEEE Trans.Electron.Devices, 1982, v. ED-29, N7, p. 1059.
- Кокс X.M.-ДиЛоренцо Дж.В. Полуизолирующие соединения АВ. Под ред. Риса Дж.У., перевод с англ. под ред. Мильвидского М. Г. М.: Металлургия, 1984. С. 43 — 55.
- Боннэ М., Дуаемин Дж.П., Хубер A.M., Морилот Г. Полуизолирующие соединения АВ. Под ред. Риса Дж.У., перевод с англ. под ред. Мильвидского М. Г. М.: Металлургия, 1984. С. 63 — 72.
- П.Ф.Линдквист, У. М. Форд В кн. Полевые транзисторы на основе арсенида галлия. Под редакцией Ди Лоренцо Д. В., Канделуола Д. Д., пер. с англ. под ред. Петрова Г. В., М.: Радио и связь, 1988, с.ЗЗ.
- Goronkin Н., Birrittella M.S., Seelbach W.C., Waitkus R.L. Backgating and light sensitivityin ionimplated GaAs integrated circuits. IEEE Trans. Electron. Devices, 1982, v. ED-29, N5, p.845.
- Хвелидзе Л.В., Хучуа Н. П. Эффект управления по подложке в активных элементах ИС на основе арсенида галлия. Зарубежная электронная техника, 1987, № 9, с.69−94.
- Shockley W., Prim R.C. Space-charge limited emission in semiconductors. Phys. Rev., 1953, v. 90, p. 753.
- Eastman L.F., Shur M.S. Substrate current in GaAs MESFET’s. IEEE Trans. Electron. Devices, 1979, v. ED-26, N9, p. 1359−1361.
- Зи C.M. Физика полупроводниковых приборов. T1 2-е перераб. и доп. изд. под ред. Суриса Р. А. — Москва: Мир, 1984, с. 327.
- Butlin R.S., Parker D., Crossley I., Turner J.- Gallium Arsenide and Related Compounds -Inst. Phys. Conf., 1977, Series No.33a, p.237.
- Орлов O.M., Принц В. Я., Скок. Э. М. Прибор для автоматического измерения профиля концентрации мелких уровней. ПТЭ, 1979, № 4, с. 256.
- Усик В.И. А. с. СССР № 924 634, Б.И., 1982, № 6.
- Mori Y., and Watanabe N. A new etching solution system, H3PO4-H2O2-H2O, for GaAs and its kinetics. -J. Electrochem. Soc., 1978, V125, N9, p.1510−1514.
- Принц В .Я., Самойлов В. А. О контроле емкостными методами эпитаксиальных структур GaAs, предназначенных для изготовления ИС и ПТШ. Микроэлектроника, 1989, т. 18., Вып. 5., с. 416- 420.
- Higgings J. A., Kuvas R. L., Eisen F. H. Determination of carrier distribution in epitaxial semiconducting films on insulating substrate by C-V and G-V analysis IEEE Trans. Electron. Dev., 1978., v. ED-25., № 6, p. 587−596.
- Lehovec K., Zuleeg R. Mobility, dopant and carrier distribution at the interface between semiconducting and semi- insulating gallium arsenide. Inst. Phys. Conf. Series No.24, 1975, p.292−306.
- Blood P., Orion J. W. The electrical characterisation of semiconductors- Rep. Prog. Phys., 1978., v. 41., p. 157−257.
- Самойлов B.A., Речкунов C.H., .Принц В. Я. Исследование свойств буферных слоев в многослойных структурах арсенида галлия для ИС и ПТШ. В кн.: Физические основы твердотельной электроники. I — Всесоюзная конференция, г. Ленинград, 1989, с. 147.
- Босый В.И., Иващук А. В., Принц В. Я., Самойлов В. А., Влияние параметров буферного слоя на шумовые характеристики ПТШ на основе GaAs. Расшир. тезис в кн.: Микро-электроника-94 Российская конференция г. Звенигород 1994 с.325−326.
- Принц В.Я., Самойлов В. А., Речкунов С. Н., Иващук А. В., Иваницкий О. П. Влияние свойств исходного материала на характеристики полевых транзисторов Шоттки с субмикронным затвором. Труды Всесоюзного совещания по проблемам СВЧ — электроники, Львов. 1990.
- V.Ya.Prinz, S.N.Rechkunov and V.A.Samoylov Correlation between high-speed device performance and defects in multilayer structures recognized by nondestructive microwave methods.- 1st. Phys. Conf., January, 1998, p. 487−490.
- Ван дер Зил А. Шумы затвора полевых транзисторов на относительно высоких частотах. -ТИИЭР, 1963, 51, с. 490- 496.
- Chen Т.Н., Shur M.S. Capacitance model of GaAs MESFETs. -. IEEE Trans. Electron. Dev., 1985, v. ED-32,№ 5, 883−891.
- Fukui H. Determination of the basic devise parameters of GaAs MESFET. Bell Syst. Tech. J., 1979, v. 58, 771−797.
- Fukui H. Optimum noise figure of microwave GaAs MESFETs. -.- IEEE Trans. Electron. Dev., 1979, v. ED-26, 1032−1037.
- Данилин B.H., Кушниренко А. И. Петров Г. В. Аналоговые полупроводниковые интегральные схемы СВЧ. М.: Радио исвязь, 1985, с. 47−53.
- Самойлов В.А., Речкунов С. Н., Принц В. Я. Особенности перекрытия канала ПТШ связанные с границей раздела активный слой буферный слой. — В кн.: Физические основы твердотельной электроники. I — Всесоюзная конференция, г. Ленинград, 1989, с. 287−288.