Т. В. Свистова основы микроэлектроники учебное пособие

5.2. Интегральные транзисторы СВЧ-диапазона 
Основной тип СВЧ-транзисторов - это полевые транзи-
сторы с барьером Шоттки в качестве затвора, выполненные по 
арсенид-галлиевой технологии. На рис. 5.4 представлена 
структура полевого транзистора на арсениде галлия с каналом 
п-типа. Между затвором и слоем канала введен слой нелегиро-
ванного GаА1Аs толщиной 300 Å, назначение которого заклю-
чается в увеличении пробивного напряжения «затвор - сток». 

---

122
Рис. 5.4. Структура транзистора с барьером Шоттки 
Разнообразные типы полевых транзисторов можно клас-
сифицировать по механизму переноса носителей. При дрейфе 
электронов от истока к стоку они испытывают большое коли-
чество соударений. Напряженность поля в канале полевых 
транзисторов обычно превышает 10 кВ/см, а среднее значение 
энергии электронов в установившемся режиме - более 3 эВ. 
Частота соударений при этом намного превышает 10
13
с
-1
. По-
скольку пролетное время составляет 10
-12
с, носители испыты-
вают за время пролета десятки или сотни соударений. За время 
10
-13
с, проходящее между двумя соударениями, носители про-
ходят расстояние, не превышающее 400 А. 
При конструировании полевых транзисторов приходи-
лось сталкиваться с проблемой падения подвижности при по-
вышении концентрации носителей в канале, необходимой при 
малой длине канала. Поскольку рост концентрации носителей 
связан с повышением степени легирования, то возрастание 
концентрации доноров увеличивает вероятность столкновения 
носителей с ионами доноров и снижает подвижность. Исполь-
зование гетеропереходов позволило разрешить это противоре-
чие: двумерный электронный газ обеспечивает возможность 
получения слоя с повышенной концентрацией носителей без 
увеличения концентрации доноров и свободных электронов, 
что дает возможность получать высокие концентрации. 

---

123
Изменение степени легирования в данных транзисторных 
структурах нашло отражение в их названии - «модуляционно 
легированный» или «селективно легированный». 
Возможны и другие варианты транзисторной структуры с 
высокой подвижностью электронов (НЕМТ, High Е1есtrоn 
Моbilitу Тrаnsistor), например, с каналом в слое на основе уз-
козонного полупроводника GаАs и слоем «поставщиком элек-
тронов» - широкозонным полупроводником AlInAs. 
Подвижность в канале GаInАs при 300 К достигает 10000 
см
2
/(Вс). Обеспечивается высокая плотность заряда в слое 
двумерного электронного газа (3 - 4,5)х10
12
см
-2
. 
При этом необходимо отметить, что все эти качества в 
транзисторе с высокой подвижностью электронов в значитель-
но большей степени проявляются при пониженных температу-
рах. 
Одним из серьезных препятствий на пути реализации 
возможностей транзисторов с высокой подвижностью элек-
тронов является наличие глубоких ловушек для электронов 
при высоком уровне содержания алюминия в AlGаAs. Для по-
лучения слоя с двумерным электронным газом содержание 
алюминия в AlGаAs должно превышать х  0,2, но при этих 
значениях глубокие ловушки приводят к срыву стоковых ВАХ, 
повышению уровня генерационно-рекомбинационных шумов 
и даже к появлению эффекта фоточувствительности. 
В качестве меры противодействия предлагается форми-
ровать слой двумерного электронного газа на границе раздела 
AlGаAs / InGаАs. Другими словами, эта модификация транзи-
стора отличается введением между слоем AlGаAs (30 - 40 А) и 
нелегированным GаАs (1 мкм) слоя InGаАs толщиной в 200 А. 
Эта модификация получила название псевдоморфного тран-