Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Левинштейн М.Е. -> "Эффект Ганна " -> 127

Эффект Ганна - Левинштейн М.Е.

Левинштейн М.Е., Пожела Ю.К., Шур М.С. Эффект Ганна — М.: Советское радио, 1975. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): effektganna1975.djvu
Предыдущая << 1 .. 121 122 123 124 125 126 < 127 > 128 129 130 131 132 133 .. 159 >> Следующая

исследовалось изменение частоты генерации' в трехэлектродном приборе под
влиянием освещения активной я-области и области, прилегающей к р-я-
переходу, Полученные результаты показаны на рис. 11.112.
В работе {46] использовался диод с р-я-переходом. Конструкция прибора
схематически показана >на рис. Ш.18. На вольт-амперной характеристике
прибора при полях, примерно соответствующих пороговому полю эффекта
Ганна, наблюдался участок S-образного сопротивления и возникала
нестабильность тока, сопровождавшаяся свечением из области р-я-перехода.
Глава 12
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ И КОНСТРУИРОВАНИЯ ГАННОВСКИХ ПРИБОРОВ
12.1. Введение
В этой главе будут рассмотрены общие для всех типов ганновских приборов
проблемы, связанные с получением исходного материала (арсенида галлия)
для ганновских приборов, изготовлением контактов и отводом тепла. Для
изготовления ганновских диодов необходим материал с высокой подвижностью
в слабом поле, относительно высоким удельным сопротивлением (р^ЭОД Ом-см)
и однородным профилем легирования.
Как было показано в гл. 6, свойства ганновских диодов сильно зависят от
типа контактов, что предъявляет жесткие требования к воспроизводимой
технологии их изготовления. В ганновских приборах (особенно в приборах,
работающих в непрерывном режиме) выделяется большое количество тепла. Это
обстоятельство в сочетании с низкой теплопроводностью GaAs предъявляет
жесткие требования к качеству теплоотвода. В силу указанных причин
значительная часть трудностей, возникающих при разработке ганновских
приборов, связана именно с технологическими и конструктивными проблемами.
Существуют две основные группы методов получения монокристал-лического
арсенида галлия: объемные и эпитаксиальные.
К объемным методам относятся метод вытягивания из расплава (метод
Чохральского), метод направленной кристаллизации (метод Бриджмена) и
метод зонной плавки. Каждый из этих методов используется в нескольких
технологических модификациях, подробное описание которых применительно к
GaAs содержится, например, в [11 (гл. 1) и [2] (гл. 12).
С помощью объемных методов можно получить монокристаллы GaAs большого
объема (до нескольких кубических сантиметров). Однако материал,
полученный с помощью объемных методов (объемный 244
12.2. Получение и свойства исходного материала
12.2.1. Методы получения арсенида галлия
материал), содержит большое количество примесей. Даже при очень
тщательной очистке исходных Ga и As концентрация примесей в объемном
материале оказывается, как правило, не менее 1016 см~3. Столь высокое
содержание примесей связано с тем, что во всех объемных методах
используется расплав GaAs, температура которого составляет примерно .1240
°С. При такой температуре практически невозможно избежать загрязнения
GaAs материалами, из которых изготовлена технологическая система
(кварцевые или графитовые лодочки, стенки реактора и т. д.).
Наиболее типичными неконтролируемыми примесями в объемном материале
являются кислород и кремний. В GaAs примесь кислорода обусловливает
появление глубоких акцепторных уровней. Когда концентрация этих уровней
больше, чем концентрация мелких донорных уровней, материал оказывается
компенсированным и обладает очень высоким удельным сопротивлением
(полуизолирующий GaAs). Полу-изолирующий арсенид галлия находит важное
практическое применение в качестве подложек при изготовлении ганновских
приборов. Его можно получить также добавлением компенсирующих примесей Сг
или Fe в процессе выращивания. Удельное сопротивление полуизолирующего
арсенида галлия обычно лежит в пределах от 103 до 108 Ом-см.
Объемными методами получают также GaAs n-типа с концентрацией электронов
около 1014. .. 1016 см-3. Такой материал используют для физических
исследований эффекта Ганна, например в тех случаях, когда необходимы
большие размеры образцов. Следует, однако, иметь в виду, что такой
материал всегда является компенсированным, так что полная концентрация
примесей в нем, как правило, составляет около
1016.. . 1017 см-3. Такое высокое содержание примесей приводит к
дополнительному рассеянию электронов и соответствующему уменьшению
подвижности в слабом поле (особенно при низких температурах). Кроме того,
в объемном материале обычно имеются глубокие донорные уровни. Вследствие
этого проводимость объемного материала экспоненциально возрастает с
температурой. Поэтому в условиях сильного само-разогрева ганновские
приборы, изготовленные из такого материала, как правило, быстро выходят
из строя в результате теплового пробоя.
Еще одним недостатком объемного материала является неоднородный профиль
легирования, обусловленный случайным распределением неконтролируемых
примесей. Поэтому для изготовления активных слоев промышленных ганновских
приборов обычно используется эпитаксиальный арсенид галлия.
Однако достаточно однородные пленки большой толщины
100 мкм) трудно получать с помощью эпитаксиальной технологии. В связи с
этим диоды, предназначенные работать на частоте порядка ! ГГц, иногда
Предыдущая << 1 .. 121 122 123 124 125 126 < 127 > 128 129 130 131 132 133 .. 159 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed