Радіаційні ефекти в польових транзисторах на базі гетеропереходів AlGaN/GaN - Автореферат

Національна академія наук УкраїниЗа експериментальними вольтамперними характеристиками детально проаналізовано деградацію основних операційних параметрів (струмів насичення, напруги відсічки, крутизни) тразисторів з високою рухливістю носіїв в каналі (НЕМТ), з широною каналу від 100 до 400 мкм і довжиною затвору від 0.15 до 0.35 мкм, під впливом доз опромінення до 2·108 Рад. Не дивлячись на прогнозовану високу стійкість приладів на базі матеріалів нітридної группи встановлено значну (до 40 %) деградацію основних параметрів транзисторів, виявлено складний характер стимульованої деградації НЕМТ (спостережено залежність ефектів від геометричних розмірів транзисторних структур і робочих умов). The thesis presents the results of investigation of the effect of g-radiation on the parameters and characteristics of device structures made on the basis of ALGAN/GAN heterojunction. For high electron mobility transistors (HEMTS) with channel widths from 100 up to 400 mm and gate lengths from 0.15 up to 0.35 mm, degradation of the main operational parameters (saturation current, cutoff voltage, transconductance) under irradiation (doses up to 2Ч108 rad) is comprehensively analyzed from I-V curves. Despite the expected high tolerance of devices made on the basis of nitride group materials, considerable (up to 40%) degradation of the main transistor parameters, as well as complex character of induced degradation of HEMTS, were found (the dependence of the effects on the transistor structure geometry and operation conditions was observed).Детально розглянуто ефекти опромінення на процеси струмопереносу в польових транзисторах з високою рухливістю носіїв і тестових структурах типу довгої лінії, а також визначено основні особливості деградації контактної металізації (контактів метал-напівпровідник) під дією гамма-опромінення. Особистий науковий внесок дисертанта в працях, які виконано в співавторстві, полягає в проведенні: вимірювань електричних характеристик НЕМТ та обробці експериментальних результатів [3,4,6-10], розробки імпульсної методики вимірювання ВАХ транзисторів та програмного забезпечення [5], вимірювань шумових характеристик НЕМТ та обробки результатів вимірювань [2,11,13], вимірювань контактного опору тестових структур та обробки результатів вимірювань [12,14]. На основі проаналізованих джерел зроблена постановка задачі даної роботи: Провести експрес дослідження впливу гамма-опромінення 60Co на важливі і цікаві сьогодні польові транзистори з високою рухливістю носіїв в каналі (HEMT), за отриманими даними зробити висновки, щодо загальної радіаційної витривалості приладів на базі тринітридів, а також встановити особливості процесів зміни операційних параметрів транзисторів під дією гамма-радіації, і фізичні причини таких змін. З метою визначення ступеня впливу певних доз гамма-радіації на транзисторні структури, а також особливостей радіаційного старіння приладних структур і його фізичних причин, до досліджуваних зразків (транзистори і структури типу довгої лінії на базі гетеропеходу ALGAN/GAN, тестові структури з контактною металізацією: Au-Ni-GAN, Au-ZRB2-ALGAN/GAN) було застосовано методи вольтамперних характеристик, методи дослідження шумових спектрів приладів, а також методи дослідження структури матеріалу. Задля визначення причин, які визначають зменшення пластичної деформації в тестових структурах при опроміненні до доз в 106 Рад були експериментально визначені рентгенівські спектри зразків до та після опромінення до загальної дози в 106 Рад (рис.