TiN/n-GaAs肖特基势垒特性

本文用俄歇能谱(AES)、电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)电学测量等方法,研究了反应溅射制备的TiN/n-GaAs肖特基势垒特性.经800℃高温热退火后,TiN/n-GaAs势垒具有良好的整流特性和高温稳定性,其势垒高度为0.80cV,理想因子n为1.07.同时还观察到许多有意义的结果:即随着退火温度的升高(从500℃到800℃),TiN/n-GaAs肖特基二极管的势垒高度增大,势垒电容减小和二极管反向击穿电压增大.我们认为这可能与溅射过程中GaAs衬底中掺氮有关,并用Shannon模型(即金属/P-GaAs/n-GaAs结构)解释了以上结果.研究结果表明,在自对准GaAs MESFET工艺中,TiN是一种很有希望的栅材料.     

不同工艺下GaAs MESFET阈值电压均匀性的研究

分别采用挖槽工艺和平面选择离子注入自隔离工艺对 Ga As MESFET Vth(阈值电压 )均匀性进行了研究。结果表明 ,采用平面工艺方法获得的 Ga As单晶 MESFET Vth均匀性与采用挖槽工艺相比 ,更能反映单晶材料质量的实际情况 ,Ga As单晶 MESFET Vth均匀性研究宜采用平面工艺     

MESFET肖特基势垒结参数提取及I-V曲线拟合

运用双指数函数模型方法分析了影响 MESFET的 Ti Pt Au-Ga As肖特基势垒结特性的各种因素及各因素间的关系 ,编制了 MESFET肖特基势垒结结参数提取和 I-V曲线拟合软件 ,实现了通过栅源正向 I-V实验数据提取反映肖特基势垒结特性的六个结参数和得到相应结参数下的理论数据 ,与实验数据吻合良好。分析了影响肖特基势垒结 I-V曲线分布的因素 ,提出了进行器件特性、参数稳定性与可靠性研究和定量分析 MESFET肖特基势垒结质量的新方法     

SiC MESFET中Ti/Pt/Au肖特基接触稳定性的研究

SiC是一种在高功率和高温应用中涌现的非常重要的半导体材料.研究了一种国产Sic MESFET 器件300℃温度应力下,存储1 000 h Ti/Pt/Au栅肖特基势垒接触的稳定性以及器件电学特性的变化.实验结果表明在300℃温度应力下,器件的最大饱和漏电流、势垒高度、阈值电压和跨导等参数均呈现明显的下降趋势,在实验前期一段时间内退化较快,而在应力后期某段时间内为渐变并趋于稳定.     

全离子注入自对准难熔金属氮化物复合栅GaAs MESFET技术研究

本文研究了先进的全离子注入自对准难熔金属氮化物复合栅ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ场效应晶体管的工艺技术．首次使用Ｍｏ／ＺｒＮ作为复合栅的材料，ＡＩＮ薄膜作为器件介质钝化层，制作出了可用于ＧａＡｓ超高速集成电路的场效应晶体管，晶体管的跨导为１６０ｍＳ／ｍｍ，其栅漏反向击穿电压大于５Ｖ．     

C波段8W功率GaAs MESFET的设计和制作技术

采用自行研制的两只C波段5．2－5．8GHz 4W以上的GaAs MESFET功率营芯,通过设计适当的匹配网络、优化网络元件参数,结合工艺制作技术,实现了C波段5．2－5．8GHz 8W GaAs MESFET功率管。该功率管在5．2－5．8GHz频带内的功率增益约为7．0dB,1dB的压缩功率约为39dBm,功率附加效率约为30％。功率管的测量值与计算值基本吻合。     

TiA1和TiPtAu栅GaAs MESFET稳定性研究

在高温和大栅电流下 ,对 Ti Al栅和 Ti Pt Au栅 MESFET的稳定性进行了比较研究 ,结果表明 :( 1)两种器件的击穿电压稳定 ,栅 Schottky接触二极管理想因子 n变化不明显 ;( 2 ) Ti Al栅的 MESFET的栅特性参数 (栅电阻 Rg,势垒高度 Φb)变化明显 ,与沟道特性相关的器件参数 (如最大饱和漏电流 Idss,栅下沟道开路电阻 R0 ,夹断电压 Vp0 等 )保持相对不变 ;( 3)对 Ti Pt Au栅MESFET来说 ,栅 Schottky二极管特性 (栅电阻 Rg,势垒高度 Φb)保持相对稳定 ,与沟道特性相关的器件参数 (如最大饱和漏电流 Idss,栅下沟道开路电阻 R0 ,夹断电压 Vp0 、跨导 gm 等 )明显变化 ,适当退火后 ,有稳定的趋势。这两种器件的参数变化形成了鲜明的对比。     

改善GaAs MESFET输出功率线性的载流子浓度分布设计与制备

经过对GaAs MESFET输出功率及其线性失真的综合分析,提出了无拖尾双峰n~+n载流子浓度分布的最佳设计。用Si离子注入和Be注入埋层方法,以及优化的快速退火技术,满意地制备出所希望的无拖尾双峰n~+n浓度分布。用于DX571功率GaAs MESFET器件时的研究表明,与常规注入分布的器件相比,无拖尾n浓度分布器件在4GHz下测得的1dB增益压缩功率输出增加了0.4W;在输入信号提高50mW情况下增益仍为9dB,漏极效率提高3％,加上n~+注入后饱和压降又下降0.3V,预计其线性输出功率能力将会有进一步改善。     

GaAs MESFET正向肖特基结电压温度特性的研究

本文对ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ正向肖特基结电压Ｖｇｓｆ随温度的变化特性进行了测量与分。析，得到了在较宽的温度范围内恒定电流下的Ｖｇｓｆ随温度的变化有很好的线性关系，并发现其温度系数α＝ｄＶｇｓｆ／ｄＴ与测试电流有关，随着Ｉ的增大｜α｜减少．经过对试验点的拟合发现，ｋＴ与Ｉ的变化满足指数关系，且Ｖｇｓｆ随温度的变化曲线在不同的测试电流下具有聚焦特性，即在绝对零度时，不同电流下的Ｖｇｓｆ具有相同的值．据此，我们得到了新的肖特基结电流电压关系式，很好地解释了Ｖｇｓｆ－Ｔ曲线与测试电流的关系及其不同测试电流下的聚焦特     

GaAs MESFET中的背栅效应

随着集成电路集成度的提高,器件间距不断减小,在GaAs MESFET中产生了一种被称为背栅效应的有害寄生效应。由于器件间距越来越小,某一个器件的电极可能就是另一个器件的背栅,背栅效应影响了集成电路集成度的提高,因此背栅效应在国内外引起了重视。本文介绍了背栅效应及其可能的起因。     

ZrN/n-GaAs肖特基势垒特性研究

本文用RBS,AES和电特性测量等方法,研究了ZrN/n-GaAs肖特基势垒.结果表明ZrN/GaAs势垒有良好的电特性和高温稳定性.经850℃高温退火后,势垒高度为0.90eV,理想因子n=1.02.同时我们观察到,随着退火温度升高(从500℃升高到850℃),ZrN/GaAs势垒电特性有明显改进:肖特基势垒高度增大、二极管反向电流减小、二极管电容减小和反向击穿电压增大.以上特点表明,ZrN/GaAs是用于自对准高速GaAs集成电路的较为理想的栅材料.     

GaAs MESFET的热电子应力退化

进行GaAs MESFET的热电子应力试验,在24V≤VDS≤28V,-5．5≤VGS≤-4V的应力条件下,热电子效应将导致GaAs MESFET直流参数的严重退化。退化模式主要表现为饱和漏电流如s减小,跨导gn减小,夹断电压Vp增大,击穿电压增大。从微波性能方面来看,热电子效应器件的输出功率增益大幅度下降。退化机理主要是栅漏区表面及栅边缘俘获负电荷。     

高频C—V法在肖特基势垒接触退化失效分析中的应用

ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴ的栅极肖特基势垒接触退化的主要失效机理是栅金属下沉和栅金属扩散,因而引起有效沟道宽度减小或沟道掺杂浓度的下降。笔者用高频Ｃ－Ｖ法测定试验前后沟道载流子浓度随深度分布的变化,可获得栅金属下沉和栅金属扩散的信息,为肖特基接触退化的失效分析提供了一种有效的方法。     

计算GaAs MESFET器件源电阻的新方法

采用一种直接估算微波 Ga As MESFET源电阻 Rs的方法。理论根据是反馈导纳的实部主要是由源电阻和栅电阻引起的 ,由此推导出 Rs相关的解析表达式。可在任何测量频率下采用解析方法计算出高精度的 Rs。把 Rg、Rd 与 Rs的比率以及 Ld、Lg 与 Ls 的比率作为优化参数 ,计算等效电路中的元件值相当快 ,且不依赖于初始值。等效电路与测量的 S参数拟合得相当好 ,而且计算出的元件都有物理意义     

短沟道源极肖特基势垒SOI MOSFET研究

随着MOSFET的特征尺寸的不断减小,短沟道效应越来越严重,阻碍了器件尺寸的进一步按比例缩小。如何有效地抑制短沟道效应已经成为当今的热门研究课题。本文提出了一种新型的SOI MOSFET结构,该结构漏极采用重掺杂的欧姆接触,源极采用肖特基接触。借助于SILVACO TCAD仿真工具,仿真出了该器件的各项性能参数,并与普通的SOI MOSFET进行对比研究,结果显示这种源极肖特基势垒SOI MOSFET能够更有效地抑制短沟道效应,且具有更大的输出电阻、更低的亚阈值电流和功耗。     

砷化镓衬底与MESFET中深能级研究

用波长范围为 70 0 nm到 350 0 nm的光电流测试系统研究了 SI- Ga As衬底、有源层和MESFET中的深能级。结果显示在 SI- Ga As衬底、有源层和 MESFET中的深能级有着较为密切的联系 ,这些深能级影响着器件的性能     

GaAs MESFET直流特性退化的失效分析

ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴ直流特性退化的主要原因是源极漏极欧姆接触退化和栅极肖特基势垒接触退化，笔者用结构敏感参数电测法和Ｃ－Ｖ法进行失效定位和失效分析，为上述失效原因提供了证据。     

GaAs苛MESFET栅极漏电流退化机理分析

高温存储试验后某种ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴ的栅－漏极正向和反向漏电流增大。为分析失效机理,测定了试验前后栅－漏极低电压正向电流随温度的变化,定性估计了试验前后复合－产生中心浓度的变化,确定肖待基势垒触有源层的复合－产生中心浓度的增加是两种漏电流增大的原因,为高温下ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴ的肖特基势垒接触存在栅金属下沉和扩散提供了证据．     

Ku频段3W GaAs大功率MESFET

<正>GaAs MESFET以其良好的射频特性及高的可靠性,已广泛用于卫星通信及各种电子系统中。为满足各种整机应用的需要,南京电子器件研究所已研制出Ku频段大功率GaAs MESFET。 器件由该所的φ50mm GaAs工艺研制线承制,运用了先进的第二代GaAs加工技术,提高了器件参数的一致性及可靠性。该器件的芯片选用标准单胞的多胞并联的标准化结构,采用φ50mm GaAs单晶片上全离子注入的全平面工艺,有源层掺杂浓度为1.7×10~(17)cm~(-3),并采用稳定性好的多层/耐熔金属化结构。工艺中还采用了可控性好的干法生长与刻蚀,SiO_xN_y表面钝化保护,稳定性好且寄生参数小的“Г”形栅势垒,源空气桥互联,热特性好及寄生参数小的背面通孔,薄GaAs衬底和电镀热沉等先进工艺,有效地提高了芯片参数的均匀性和成品率,加快了器件的研制周期。