РЕФЕРАТ 3
Введение 4
1.Вольт-амперные характеристики структур с глубокими уровнями на основе GaAs.. $
1.1 Лавинный S-диод
1.2 Вольт-амперная характеристика S-диода
1.2.1. Прямая ВАХ лавинного S-диода
1.2.2. Обратная ВАХ лавинного S-диода
1.3. Влияние параметров конструкции на обратную ВАХ S-диода 14
1.3.1. Влияние концентрации исходной донорной примеси 14
1.3.2. Влияние толщины высокоомной области 15
1.3.3 Влияние конструкции на обратную ВАХ S-диода 18
1.4 Постановка задачи 21
2. Методика эксперимента 22
3. Результаты эксперимента и обсуждение 24
Заключение 30
Список использованной литературы 31
Структуры на основе арсенида галлия, легированного примесями переходных металлов (GaAs:Cr,Fe), используются для изготовления различных приборов. Среди них импульсные лавинные S-диоды, детекторы заряженных высокоэнергетических частиц, рентгеновского и гамма-излучений, а также фотоприемники ультрафиолетового диапазона. Данные приборы не уступают ближайшим аналогам.
Лавинный8-диод - это полупроводниковый прибор СВЧ электроники, на обратной ветви вольт-амперной характеристики которого наблюдается участок отрицательного дифференциального сопротивления (ОДС). Участок ОДС формируется по механизму Хейтца-Кузьмина-Кюрегяна. Согласно данному механизму при лавинном пробое электронно-дырочного перехода происходит перезарядка глубоких центров в п-области, приводящая к увеличению плотности заряда и росту напряженности электрического поля области объемного заряда. В итоге, появление положительной обратной связи приводит к формированию ОДС.
Лавинный S-диод используется в качестве обострителя электрических импульсов и позволяет коммутировать напряжения до 1000 В за десятые доли наносекунды. Возможно применение данного прибора для формирования видеоимпульсов с субнаносекундными фронтами, радиоимпульсов наносекундной длительности при ударном возбуждении резонансных контуров или широкополосных антенн, а также создания модуляторов импульсных СВЧ-генераторов, накачки полупроводниковых лазеров и светодиодов и т.д..
Ранее были предложены многослойные структуры, содержащие одновременно примеси хрома и железа в активной области для быстродействующих переключателей. Показано, что такой подход позволяет повысить воспроизводимость результатов, а также увеличить напряжение переключения. Исследованы структуры в статическом и импульсном режимах в интервале температур 260-360 К. Недостаточно изучено влияние параметров многослойных структур на их электрические характеристики. В связи с этим в настоящей работе проводится исследование влияния одного из параметров(толщины базы S-диода) на обратную вольт-амперную характеристику.
В работе была проанализирована литература по механизмам, влияющим на вид вольт-амперной характеристики лавинных S-диодов. Были изготовлены образцы с двумя различными толщинами базы. Основные результаты работы можно сформулировать следующим образом.
1. Увеличение толщины исходного эпитаксиального слоя на 10 мкм приводит к увеличению среднего напряжения переключения со 118 до 353 В, и гистограмма, полученная в результате измерения матрицы описывается не одним, а несколькими нормальными распределениями.
2. Градиент концентрации диффундирующей примеси и толщина высокоомного слоя, легированного хромом, распределяются неравномерно по пластине и это распределение является неконтролируемым.
3. ВАХ S-диода в корпусе может быть описана с учетом поверхностных утечек, так как экспериментально наблюдаемые значения силы тока более чем на порядок превышают расчетные значения при условии протекания генерационного тока и тока, обусловленного эффектом Пула-Френкеля.
