ПОВЫШЕНИЕ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ПРИБОРА PHEMT НА ОСНОВЕ GaAs С ПОМОЩЬЮ ПРОФИЛИРОВАННОГО ДЕЛЬТА-ЛЕГИРОВАНИЯ ОЛОВОМ

Методом молекулярно-лучевой эпитаксии получены образцы структур типа PHEMT (pseudomorphic high electron mobility transistor) с профилем дельта-легирования в виде нанонитей из атомов олова на вицинальных подложках GaAs, разориентированных на 0.3 градуса относительно точной ориентации (100). Выполнено исследование электронного транспорта в таких структурах. Установлено, что неоптимальная температура роста закрывающих высаженные атомы олова слоев приводит к деградации электрофизических параметров образцов и предотвращает формирование одномерных каналов из атомов олова. На вольтамперных характеристиках образцов обнаружена анизотропия тока насыщения при протекании тока вдоль и поперек нанонитей, связанная с формированием квазиодномерного потенциального рельефа в дельта-слое. Изготовлены полевые транзисторы специальной топологии для протекания тока в ортогональных направлениях и измерены их частотные характеристики. Обнаружена сильная анизотропия частотных характеристик в зависимости от направления протекания тока. Для параллельного направления значение коэффициента усиления MSG (maximum stable gain) находится на уровне лучших GaAs PHEMT.

олово, нанонити, анизотропия, вольтамперные характеристики, полевой транзистор

1. Lee D., Liu Z., Palacios T. GaN high electron mobility transistors for sub-millimeter wave applications // Jap. J. Appl. Phys. 2014. V. 53. № 10. P. 100212.

2. Huang T., Liu Z., Zhu X. DC and RF performance of gate-last AlN/GaN MOSHEMTs on Si with regrown source/drain // IEEE Transactions on Electron Devices. 2013. V. 60. № 10. P. 3019-3024.

3. Dae-Hyun K., Brar B., del Alamo J. fT=688 GHz and fmax=800 GHz in LG=40 nm In0.7Ga0.3As MHEMTs with gm_max > 2.7 mS/μm // IEEE Int. Electron Devices Meeting. USA. Washington, DC. 5-7 Dec. 2011. P. 13.6.1-13.6.4 (http://www.ieee-iedm.org).

4. Федоров Ю.В., Михайлович С.В. Перспективы замены арсенидных МИС на нитридные // Нано- и микросистемная техника. 2016. Т. 18. № 4. P. 217-223.

5. Leburton J. Size effects on polar optical phonon scattering of 1-D and 2-D electron gas in synthetic semiconductors // J. Appl. Phys. 1984. V. 56. P. 2850-2855.

6. Bockelmann U., Bastard G. Phonon scattering and energy relaxation in two-, one-, and zero-dimensional electron gases // Phys. Rev. B. 1990. V. 42(14). P. 8947-8951.

7. Lin Z.C., Hsieh W.H., Lee C.P., Suen Y.W. Mobility asymmetry in InGaAs/InAlAs hetrostructures with InAs quantum wires // Nanotechnology. 2007. № 18. P. 075403-1-075403-3.

8. Thelander C., Froberg L., Rehnstedt C., Samuelson L., Wernersson L. Vertical enhancement-mode InAs nanowire field-effect transistor with 50-nm wrap gate // IEEE Electron. Dev. Lett. 2008. № 29 (3). P. 206-208.

9. Zhao X., Alamo J. Nanometer-scale vertical-sidewall reactive ion etching of InGaAs for 3-D III-V MOSFETs // IEEE Electron. Dev. Lett. 2014. № 35 (5). P. 521-523.

10. Сеничкин А.П., Бугаев А.С., Ячменев А.Э., Клочков А.Н. Наноразмерная структура с квазиодномерными проводящими нитями олова в решетке GaAs: пат. 2520538 Рос. Федерация. № 2012146629/28; заявл. 02.11.2012; опубл. 27.06.2014. Бюл. № 18.

11. Сеничкин А.П., Бугаев А.С., Ячменев А.Э. Особенности вольт-амперных характеристик системы нанонитей из атомов олова, встроенных в кристалл арсенида галлия // Нано- и микросистемная техника. 2012. № 11. P. 52-54.

12. Осадчий В.М. Моделирование распределения электронов в структурах AlGaAs/GaAs (δ-Si), выращенных на вицинальных поверхностях // ФТП. 1999. № 33 (10). P. 1229-1231.

13. Hsi-Tsung L., Chao-Hong C., Shih-Chun L., I-Te C., Wen-Kai W., Shinichiro T. 6 Inch 0.1 μm GaAs pHEMT technology for E/V band application // CS MANTECH Conference. 2011. May 16-19. Palm Springs, California. USA (http://www.csmantech.org).

14. High-performance 150 nm mHEMT on GaAs grown using MOCVD // Semiconductor TODAY. 2011. № 6 (6). P. 80-81.