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
/(Вс). 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-
Do'stlaringiz bilan baham: