Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
П. т., предназначенные для работы в ЦУ и ИС, должны обладать малыми габаритами, высокой скоростью переключения и мни. энергией переилючения. Серийные П. т. для ЦУ и ИС в наст, время изготовляются в осн. нз Si и характеризуются следующими параметрами: длина затвора ~ 1 мкм, время переключения ~ 1 не, анергия переключения ~ 1 пДж. Лучшие результаты нолучены с использованием П. т. на основе гетероструктур с селективным легированием (ГСJI) [3, 4]. В ГСЛ-
траизнсторах, называемых также транзисторами с высокой подвижностью электронов (ВПЭТ), используются свойства двумерного электронного газа, образующегося в нен-рых гетероструктурах на границе узкозонного н широкозонного слоёв гетеропары. С использованием гетеропары GaAlAs/GaAs получены ГСЛ-транзисторы с временем переключения 5 пс и энергией переключення ~2,0-10-14 Дж. Исследуются также ГСЛ-транзисторы с использованием др. гетеропар на основе соединений AtuBv.
Осн. требование к сверхвысокочастотным П. т. состоит в достижении макс. мощности нлн коэф. усиления на предельно высокой частоте. Продвижение в область высоких частот требует уменьшения длины затвора и макс. использования баллистич. эффектов для достижения высокой скорости носителей. Для изготовления сверхвысокочастотных П. т. в наст, время используется в осн. GaAs, в к-ром баллистич. превышение скорости над максимально возможным равновесным значением выражено значительно сильнее, чем в Si. Серийные СВЧ П. т. работают на частотах до ~40 ГГц. Лаб. разработки проводятся на частотах 90—HO ГГц. Предельная частота генерации (230 ГГц) получена в ГСЛ-траизисторах на основе GaAs/InGaAs, изготовленных с помощью молекулярно-пучковой эпитаксии.
Мощные П. т. работают при напряжении в цепи канала ~108 В и коммутируемом токе ~10 А. Т. к. мощность на единицу рабочей площади структуры принципиально ограничена необходимостью отводить тепло, мощные П. т. имеют большую общую длину электродов. Часто используется встречно-штыревая система электродов [2]. Мощные П. т. изготовляются на основе Si н GaAs. Характерные рабочие частоты мощных П. т. достигают величин ~103 МГц.
Новые разновидности П. т. Транзисторы с проницаемой базой (ТПБ) предложены в 1979 и, по оценкам, способны, в принципе, повысить рабочую частоту П. т. до IOla Гц (1 ТГц). Носители заряда в канале ТПБ движутся не вдоль поверхности полупроводниковой плёнки, а перпендикулярно ей. Длина канала, и следовательно время пролёта носителей, в ТПБ могут быть значительно уменьшены в сравнении с планарным П. т. При планарной конструкции мин. размер затвора L определяется возможностями рентг. илн электронно-лучевой микролитографии: L S 0,1 мкм (1000 А). Предельно малая величина L в ТПС определяется толщиной плёнки, к-рая может быть получена в сов р. установке молекулярно-пучковой эпитаксии, и составляет неск. атомных слоёв.
Электроны в ТПБ (рис. 6) движутся от истока к стоку в направлении, перпендикулярном поверхности плёнки. Затвором служит металлич. сетка, «погружённая» в толщу полупроводниковой структуры ТПБ. По принципу действия ТПБ аналогичен ПТШ. Между металлич. сеткой н полупроводником возникает барьер Шоттки. Толщина обеднённой области вблизи проводников сетки определяется напряжением на затворе. Если толщина обеднённой области меньше расстояния между проводниками сетки, канал открыт и электроны свободно движутся к стоку. При достаточно большом напряжении обеднённые области перекрываются — канал закрыт. Оси. проблема создания ТПБ состоит в получении качеств, границы раздела металл — полупроводник. ТПБ имеет большое сходство с электронной лампой, в к-рой управляющим электродом является металлич. сетка.
Др. разновидностью П. т., в к-ром достигается уменьшение длины канала,
Исток Затвор
Сток
Рис. 7. 9
ПОЛЕВОЙ
ПОЛЗУЧЕСТИ
является IT. т. с V- к а н а в к о й (рис. 7), к-рый по принципу действия представляет собой MДП-транзистор с иядуциров. каналом. Однако длина канала в такой структуре определяется не размером канавки в её верх, части L0 (рис. 7), а толщиной p-слоя и углом между склонами канавки и слоями П. т. Длина затвора в та-иой конструкции может быть в неск. раз меньшей, чем в планарном П. т. Изготовление П. т. с V-канавкой основано иа анизотропии травления Si и GaAs при определ. ориентации поверхности полупроводниковой структуры.
Нек-рые др. типы быстродействующих транзисторов рассмотрены в [3, 4].
Jlum.: Кроуфорд Р., Схемные применения МОЛ-тран-эисторов, пер, с англ., М., 1970; Зя С., Физика полупроводниковых приборов, нер. с англ., ин. 1—2, М., 1984; Пожела Ю., Ю ц е н е В., Физика сверхбыстродействующих транзисторов, Вильнюс, 1965; Шур М., Современные приборы на основе арсенпда галлия, пер. с англ.. М., 1991.
М. Е. Левипштейк, Г. С. Симин.
ПОЛЗУЧЕСТИ ТЕОРИЯ математическая— раздел механики сплошных сред, в к-ром изучают процессы медленного деформирования (течения) твёрдых тел под действием пост, напряжения (или нагрузки). В силу различия физ. механизмов, приводящих к возникновению временных эффектов, единой П. т. не существует. Наиб, развитие получили варианты П. т., описывающие поведение наиб, распространённых конст-рукц. материалов: металлов, пластмасс, композитов, грунтов, бетона. Осн. задача П. т.— формулировка таких матем. зависимостей между деформацией ползучести (или её скоростью) н параметрами, характеризующими состояние материала (механич. напряжения, темп-pa, повреждённоеть н др.), н-рые бы достаточно полно отражали осн. наблюдаемые в экспериментах свойства. К П. т. непосредственно примыкают теории т. и. длит, прочности, описывающие разрушение материалов при выдержке в условиях постоянной или слабо меняющейся нагрузки.
