平面掺杂异质结场效应管的二维电子气浓度和材料结构尺寸之间的关系3.PDFVIP

　第 20 卷第 5 期　　　　　　　　半　导　体　学　报　　　　　　　　 . 20, . 5　 V o l N o 　1999 年 5 月　　　　　　 　　　　　 　 , 1999　 CH IN ESE JOU RNAL O F SEM ICONDU CTOR S M ay 平面掺杂异质结场效应管的二维电子气 浓度和材料结构尺寸之间的关系 李效白 (专用集成电路国家重点实验室　电子工业部十三所　石家庄　050051) 摘要　 本文对场效应管所用材料的隔离层, 调制掺杂层, 势垒耗尽层等材料结构尺寸, 异质 结界面的二维电子气浓度, 场效应管的夹断电压, 沟道电流等以及它们之间的关系进行了计算 分析, 可作为材料和器件结构设计的依据. : 2560 , 2560 ; 　 : 0530, 7145 EEACC R S PACC 1　引言 A nderson 等人在 30 多年以前已经提出异质结界面上会出现电子积累层和反型层, 1980 年首次报道了利用 做成的调制掺杂场效应晶体管. 匹配的和赝配的异 A lGaA s GaA s 质结场效应管(H EM T. PH EM T ) 的最高振荡频率目前达到 500GH z, 功率(Ku 波段、芯片) 达到 20 瓦. 它们的发展得益于材料结构的合理设计、生长设备和工艺技术的改进. ( ) [ 1, 2 ] 已经有不少文献报道了异质结界面二维电子气 2 的性质 , 计算了异质结的 D EG 2 浓度[ 3～ 6 ] , 分析了场效应管的阈值电压、平行电导和沟道电流[ 5, 7 ] , 其中对于均匀掺杂 D EG 的 异质结 做的工作比较多. A lGaA s GaA s FET ( ) 90 年代以来, 调制掺杂主要采用了 或平面 掺杂和原子层掺杂技术, 隔离层和异质结 界面采用了各种组分和配比的化合物半导体材料, 从而使得 2 浓度有了大幅度的提 D EG 高, 电子迁移率受到兼顾或得到改善, 跨导从 200 栅宽提高到 600 栅宽, 甚 m S mm m S mm 至达到 1300 栅宽. m S mm 本文考虑了异质结场效应管肖特基势垒层为平面掺杂、平面掺杂层和异质结界面层间 存在一个距离可改变的隔离层、异质结两边半导体由特定的选择所局限的一种结构, 对于这 种情况研究了一定条件下的 2 浓度与材料结构尺寸间的关系. D EG 　 专用集成电路国家重点实验室资助项目 李效白　男, 1941 年出生, 研究员, 从事砷化镓微波功率场效应管、化合物半导体器件和电路的物理和制造工艺研究 收到,定稿 390 　　　　　　　　　　　　　　　半　导　体　学　报