Диоды Ганна на основе соединений АmШv с гетеропереходом на катодном контакте тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Харьковский государственный университет. * Г " ^ Д пРавах РУК0ПИС11-

г* . ¿/.¿14^

СТОРОЖЕНКО ИГОРЬ ПЕТРОВИЧ

Диоды Ганна на основе соединений АШВУ с гетеропереходом на катодном контакте.

Специальности: 01.04.03 - радиофизика

01.04.10 -физика полупроводников и диэлектриков.

Автореферат диссертации на соискание ученой степенн кандидата физико-математических наук.

Харьков 1996.

Диссертация является рукописью.

Работа выполнена в Харьковском государственном университете.

Научные руководители:

доктор физико-математических наук,

профессор ПРОХОРОВ Эдуард Дмитриевич;

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник АРКУША Юрий Васильевич.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор ШУЛЬГА Валерий Михайлович (Радиоастрономический институт HAH Украины, г. Харьков);

кандидат физико-математических наук, . доцент ШАЛАЕВ Виктор Алексеевич (Харьковский государственный университет).

Ведущая организация - Институт радиофизики и электроники HAH Украины (г. Харьков).

io

Защита состоится " ^ " _199^* г. в ^ на

заседании специализированного Ученого совета Д 02.02.07 Харьковского государственного университета (310077, г. Харьков, пл. Свободы, 4, ауд. 3-9).

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке Харьковского государственного университета.

Автореферат разослан " ^

Ученый секретарь специализированного совета

_199^г.

¡Ш i^K S В'И' ЧеботаРев-

Актуальность работы. Коротковолновая часть миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн по-прежнему остается слабо изученной и слабо освоенной. Освоение этого диапазона твердотельными приборами позволит создать компактное и высокоэффективное оборудование для техники связи, радиолокации, вычислительной техники.

Однако в настоящее время практически не существует твердотельных приборов эффективно работающих в диапазоне частот ЮМ О4. ГГц (3,3 - 0,033 мм). Решение этой задачи возможно, с одной стороны используя традиционные приборы, хорошо работающие на более низких или более высоких частотах (лавикно-пролетные диоды, туннельные диоды, диоды Ганна, полевые транзисторы, полупроводниковые мазеры). С другой стороны, ведется интенсивный поиск новых возможностей расширения частотного диапазона (диоды с двухбарьер-ной квантовой структурой, эффект отрицательной эффективной массы носителей заряда, неустойчивости плазмы твердого тела).

Одним из перспективных полупроводниковых эффектов, открытых еще в 1965 г., является эффект междолинного переноса электронов (МПЭ, эффект Ганна). В сантиметровом и в длинноволновой части миллиметрового диапазонов диоды Ганна хорошо зарекомендовали себя в качестве активных элементов с низким уровнем шума. Однако в коротковолновой части мм-диапазона при работе диода Ганна возникает ряд проблем, связанных как с принципиальными трудностями (возрастает влияние инерционных процессов перераспределения электронов между долинами зоны проводимости), так и с технологическими (сокращаются размеры активной области диода, повышаются требования к качеству полупроводникового материала, усложняется создание оптимальных контактов и др.)

Преодоление хотя бы одной из перечисленных трудностей является весьма актуальной задачей, т.к. позволит увеличить предельную частоту и эффективность СВЧ-приборов на диодах данного типа.

Существует три подхода к решению этой задачи. • ■ •

1. Использование полупроводниковых материалов с МПЭ, обладающих более высокочастотным пределом работы, по сравнению с наиболее широко используемым материалом - СаАэ.

2. Сочетание МПЭ с процессами на контактах прибора, что позволяет уменьшить влияние тех времен релаксации электронов, которые определяют частотный предел.

3. Использование диодов Ганна при работе на гармониках.

Диссертация посвящена исследованиям, проводившимся по первым

двум направлениям.

Цель работы. Целью работы является изучение физических закономерностей в коротких диодах Ганна на основе соединений полупроводников АШВУ с различными типами катодных контактов (подробно рассматривались шотипный запорный гетеропереход, изотопный антизапорный гетеропре.ход и вырожденный р+-п+-переход на катодном контакте) и исследование возможностей повышения эффективности и придельных частот генерации таких диодов.

Методика исследования. Исследования проводились с помощью двухтемпературной. модели, учитывающей инерционные эффекты перераспределения электронов между долинами зоны проводимости на высоких частотах. Для каждого конкретного типа катодного контакта двухтемпературная модель дополнялась.

Научная новизна. Впервые на основе двухтемпературной модели исследованы физические процессы и выходные характеристики диодов Ганна с гетеро- и р+-п+-переходом на катодном контакте.

В ваАз-диодах с запорным и антизапорным гетерокатодом в динамическом режиме обнаружен эффект уменьшения эффективного энергетического барьера в гетеропереходе. Определены основные физические закономерности, влияющие на выходные характеристики диодов и установлены оптимальные значения электрических параметров гетероперехода в широком диапазоне частот. Найдены

предельные частоты генерации GaAs-диодоп с гетерокатодом: Ino.joGaoeoAs-катод - 190 ГГц; 1пРо9оА5оло-катод - ISO ГГц; Ab.17Gao.wAs-катод - 160 ГГц.

Исследовано влияние туннельной инжекции горячих электронов через р+-п+-переход в активную область GaAs-диода на эффективность генерации диодов. Подробно рассмотрены физические процессы в таких диодах.

Исследаваны. энергетические и частотные характеристики диодов Ганна на основе InPo.eAscu. Установлены предельные частоты генерации 1пРо бА5о4-диодов с высокоомной неоднородностью у катода -180 ГГц и с омическим (п+-п) катодом - 80 ГГц.

Практическая значимость состоит в возможности реализации результатов исследований физических процессов, энергетических и частотных характеристик диодов и рекомендаций по применению различных типов катодных контактов на разных частотах для создания высокоэффективных генераторов Ганна мм-диапазона.

На защиту выносится.

1. В IttxGai-xAs и InPi-xASs с увеличением доли InAs увеличиваются максимальная и минимальная дрейфовая скорость электронов, отношение максимальной скорости к минимальной, а пороговое поле и протяженность ОДП имеют максимальные значения соответственно при х ~ 0,2 и -0,4 в InxGai-xAs и ~0 и -—0,4 в InPi-xAs*. Как в InxGai.xAs, так и в InPi-xAsx времена релаксации электронов увеличиваются с содержанием InAs. В AlxGai-xAs с увеличением доли AlAs уменьшаются максимальная и минимальная дрейфовая скорость электронов, отношение максимальной скорости к минимальной, увеличивается пороговое поле, уменьшаются времена релаксации электронов.

2. Диоды Ганна на основе InPo.6Aso.-t могут эффективно работать в. пролетном режиме в мм-диапазоне. В диодах с высокоомной неоднородностью у катода распостраняются дипольные домены. Такие диоды могут работать на частотах до ~ 180 ГГц. Диоды Ганна на основе

1пРо,бА5о,4 с однородным распределением примесей в активной области могут работать до частот ~80ГГц, при этом в них распространяются заряженные слои.

3. В ваАз-диодах Ганна с изотипным запорным гегерокатодом в зависимости от разрыва зоны проводимости в гетероструктуре могут распространяться дипольные домены или заряженные слои. В динамическом режиме обнаружен эффект "заливания" обедненной области

гетеокатода электронами из обогащенной области. В результате

*

уменьшается эффективный энергетический барьер и максимальное электричечское поле в гетерокатоде. ГпхОэ^Аб или ¡пРихАэх-катод позволяет уменьшить в ОаАБ-диодах длину "мертвой" зоны и увеличить КПД по сравнению с диодами с омическими контактами, ваАз-диоды с 1пхОа 1-х Аз-катодом могут работать до частоты ~190ГГц (х = 0,40) и с 1пР|.хА5х-катодом до ~180ГГц (х = 0,10) при температуре кристаллической решетки ЗООК.

4. АЬОаьхАБ-антизапорный изотипный гетерокатод в ОаАз-диоде Ганна уменьшает длину "мертвой" зоны и увеличивает КПД по сравнению с диодами с п+-п-катодом. В таких диодах возникают неустойчивости, связанные с распространением заряженных слоев. При оптимальном составе Ab.17Gao.s3As и температуре решетки ЗООК диоды могут работать до частоты —160 ГГц.

6. Контакт металл-полупроводник с малой высотой барьера (менее 0,03 эВ) на катодном контакте к п:1по,^Сао,55А5-п:СаАз-п+:СаАз-структуре приводит к изменению ее выходных характеристик .

7. В ОаАБ-дисде с туннельной инжекцией горячих электронов через вырожденный р+-п+-переход возникают неустойчивости, связанные с распространением заряженных слоев. Существует зависимость скорости распространения заряженных слоев, амплитуды колебания тока в диоде, заселенности электронами Х-долнны у катода и, следовательно, КПД диода от падения напряжения на р+-п+-переходе. КПД ОаАэ-днода с выраженным р+-п+-переходом на катоде и длиной активной области

1,0мкм на частоте 1 ЮГГц 3,83%, что больше, чем у диодов с омическим катодом.

Личным вклад автора определялся в компьютерном моделировании физических процессов, протекающих в диодах Ганиа с различными катодными контактами (гетерокатод, туннельный р+-п+ катод), в анализе полученных результатов и их интерпретации.

Апробации результатов. Полученные результаты были представлены на:

- 1-ом Украинском симпозиуме "Физика и техника мм- и субмм-радиоволн." (Харьков, 1991)

- International Conferens "Physics in Ukraine." (Kiev, 1993)

- Межведомственная научно-техннческая конференция "Приборы, техника и распространение мм, субмм волн." (Харьков, 1992)

- International Symposium "Physics and Engineering of millimeter and submillimeter waves." (Kharkov, 1994)

- 5th International Symposium "On recent advances in microwave technology." (Kiev, 1995).

- 5-я Крымская конференция и выставка "СВЧ-техника и спутниковые коммутационные технологии." (Севастополь, 1995).

По вошедшим в диссертацию материалам в соавторстве опубликовано 10 работ.

Структура ч объем работы. Диссертация общим объемом 168 страниц состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 65 рисунков, список литературы из 117 наименований.

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность выбранного направления исследований, приведена структура и краткое содержание работы, изложены основные результаты и положения выносимые на защиту.

В первой главе дан краткий аналитический обзор литературы, посвященной исследованиям МПЭ. Особое внимание уделено полупроводниковым материалам, в которых возможен МПЭ, особенностям

ряботы диодов с различными катодными контактами, а также математическим моделям, используемых для исследований на высоких частотах. Цель этого обзора - вывить проблемы, связанные с возможностями повышения эффективности генерации диодов и их частотного диапазона работы.

Вторая, глава посвящена исследованию зависимости дрейфовой скорости электронов от электрического поля в АЬОймАб, ¡ПхОаихАэ, 1пР|-хА51 и исследованию частотных свойств коротких диодов Ганна на основе 1пРо.«А5о,4. Рассмотрены диоды с различной длиной активной области, как однородно легированные, так и с высокоомной неоднородностью на катоде с целью определения энергетических и частотных характеристик диодов разной длины, определения частотного предела работы и основных механизмов инерционности, определяющих критическую частоту. Показано, что в диодах с МПЭ на основе 1пРо,бА5о,4 возникают те же неустойчивости, что и в диодах на основе СаАБ. Сравниваются их энергетические и частотные характеристики. Показано, что диоды на основе 1пРо,бАзо,4 с высокоомной неоднородностью на катоде могут работать на частоте до 180ГГц и на частотах до 160ГГц превосходят по эффективности генерации диоды на основе ОаАэ, а однородно легированные диоды могут работать до 80ГГц. Полученные результаты численного моделирования сравниваются с имеющимися в литературе экспериментальными данными.

В третьей главе исследованы СаАБ-диоды с запорным гетерокат-одом. Рассматривались ЬьСаьхАз/ОаАз (0 < х < 0,6) и 1пР|-хА5.кЛЗаА5 (0 < х < 0,6) гегерокатоды. Подробно исследовались физические процессы, происходящие в прикатодной области диода, как в статическом, так и в динамическом режиме. Рассматривались диоды различной длины, с различным составом полупроводниковых соединений и концентрацией доноров в катоде. Получены энергетические и частотные характеристики. Найдены оптимальный состав полупроводниковых соединений в катоде и концентрация доноров в катоде для диодов с

длиной активной области 2,5; 1,0; 0,8 мкм. Определено влияние параметров соединения в катоде на выходные характеристики диодов. Были выявлены основные закономерности влияния запорного гетерокатода на выходные характеристики диодов. Показано, что GaAs -диоды с InGai-xAsx-катодом могут работать на частоте 190ГГц, а с InPi-xAss-катодом 180 ГГц.

В четвертой главе рассматривается работа GaAs-диодов с антизапорным гетерокатодом Al*Gai-xAs/GaAs (0 < х < 0,30). В статическом и динамическом режиме были исследованы основные процессы в диоде Ганна, особое внимание уделялось прикатодной области. Получены энергетические и частотные характеристики диодов различной длины, составом полупроводникового соединения и концентрацией доноров в катоде. Найдены их оптимальные величины. Показано, что GaAs-диоды с AUGai-xAs-катодом могут работать на частоте !60ГГц (х ~ 0,17). ,

Полученные результаты численного моделирования сравниваются с имеющимися в литературе экспериментальными данными.

В пятой главе был проведен поиск новых путей увеличения эффективности и частоты генерации диодов Ганна с помощью различных контактных явлений.

Первый раздел пятой главы посвящен исследованию энергетических и частотных характеристик m-n:Ino,«Gao.5jAs-n:GaAs-n+:GaAs-cTpyKTypbi с различным барьером на контакте металл-полупроводник и длиной катода с длиной-активной области 2,5 мкм. Было показано, что металлический контакт с малой высотой барьера (менее 0,03эВ) уменьшает максимальную эффективность и снижает оптимальную частоту генерации. Подучена оптимальная длина катодной области - 38 нм.

Во втором разделе исследовались физические процессы в GaAs-диоде Ганна с туннельным вырожденным р+-п+-переходом. Исследовалось влияние на КПД диода напряжения смещения и

амплитуды колебания напряжения на диоде и на р*-и'"-переходе. Наблюдалась зависимость скорости распространения заряженных слоев, амплитуды колебания тока в диоде и заселенности Х-долины у катода от напряжения на р+-п+-переходе. Максимальный КПД диода на частоте 1 ЮГГц составил -3,83%.

В третьем разделе рассматривалось влияние рассеяния электронов на ионизированных примесях на энергетические и частотные характеристики диодов Ганна. Установлено, что рассеяние на ионизированных примесях уменьшает КПД и оптимальную рабочую частоту диода.

В заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертационной работе.

Основные результаты.

1. В InxGai.xAs и InPi.xAsx с увеличением доли InAs увеличиваются максимальная и минимальная дрейфовая скорость электронов, отношение максимальной скорости к минимальной, а пороговое поле и протяженность ОДП имеют максимальные значения. В InsGai.xAs максимальное пороговое поле достигается при х - 0,2, а протяженность ОДП при х ~ 0,4, а в InPi-xAs.v, соответственно при х ~ 0 и 0,4. Как в IiuGai-xAs, так и в InPi-xAsx времена релаксации электронов увеличиваются с увеличением содержания InAs и, следовательно, диоды на основе этих соединений на высоких частотах могут иметь более худшие энергетические характеристики и более низкую критическую частоту генерации, чем GaAs и InP. В AlxGai-xAs с увеличением доли AlAs уменьшаются максимальная и минимальная дрейфовая скорость электронов, отношение максимальной скорости к минимальной, увеличивается пороговое поле при этом уменьшаются времена релаксации электронов.

2. Диодная структура n+-n--n-n+:InPo.íAso,4 может работать на частотах до 180ГГц и имеет лучшие энергетические характеристики, чем аналогичные диоды на ocho'-: GaAs на частотах до 160 ГГц. В диодах

Ганна на основе 1пРо.бА5гц с данным типом катодного контакта распространяются дипольные домены.

3. В диодной структуре п+-п-п+:1пРо.йА5о.4 распространяются заряженные слои и, следовательно, энергетические характеристики таких диодов хуже, чем диодов с "зарубкой" у катода. Предельная частота генерации составила 80ГГц. На всех частотах диоды имели лучшие входные характеристики, чем аналогичные диоды на основе ОаАБ.

4. В ОаА5-дподах Ганна с запорным или антизапорным гетерока-тодом в динамическом режиме обнаружен эффект "заливания" обедненной области гетероперехода электронами из обогащенной области. Эффективный энергетический барьер на гетеропереходе в динамическом режиме становится меньше, чем в статическом.

5. В ОаАБ-диодах Ганна с запорным гетерокатодом в зависимости от разрыва зоны проводимости в гетерокатоде и длины активной области могут распространяться дипольные домены или заряженные слои. Заряженные слои распространяются в диодах с длиной активной области более 1,5 мкм и разрывом зоны проводимости менее 0,21эВ.

6. Для ОаАэ-диодов различной длины с запорным гетерокатодом существует оптимальный разрыв зоны проводимости, при котором КПД максимальный. С увеличением длины диода увеличиваются оптимальный разрыв зоны проводимости и область значений разрывов зоны проводимости, при которых диод работает. Для диода с 1пхОа|. хАэ-катодом оптимальный состав для различных длин находится в диапазоне 0,30 < х < 0,56, а с ¡пРкчАях-катодом - 0 < х < 0,31.

7. ОаАз-диод с 1пхСа|-хА5-катодом имел КПД больше, чем с 1пР|-хА5х-катодом при равных разрывах зоны проводимости. Так же диоды с 1пхОа|.хА5-катодом могут эффективно работать при меньших значениях разрывах зоны проводимости, чем диоды с 1пР|.хА5х-катодом.

8. В СаАв-диодах с запорным гетерокатодом максимальный КПД наблюдался при приблизительно равных концентрациях доноров в катоде и активной области.

9. В GaAs-диоде с AlxGai-xAs-кнтодом при х > 0,15 наблюдается эффект рассасывания гетерокатода, связанный с большой заселенностью Х-долины, где не учитывается результирующий термоэлектронный ток.

В GaAs-диоде с AlxGai-xAs-катодом (0 < х < 0,25) область начального разогрева электронов меньше, чем в п+-п-п+:ОаАз-диоде и распространяются заряженные слои.

10. В GaAs-диоде с AlxGai-xAs-катодом существует оптимальный разрыв зоны проводимости - 0,23эВ (х = 0,175), при котором КПД максимальный. Длина активной области диода и концентрация доноров в ней на оптимальный разрыв зоны проводимости не влияет.

11. В GaAs-диоде с AlxGai-xAs-кэтодом для различного состава AlxGai-iAs существует оптимальная концентрация доноров в катоде. При меньшем содержании AlAs в катоде уменьшается влияние концентрации доноров в катоде на энергетические характеристики диода.

Существует оптимальный состав AlxGai.xAs-катода, при котором пролетная частота максимальная.

12. Критическая длина GaAs-диода с I nxGa i As-катодом -0,55мкм (190ГГц, х = 0,40), с InPi-xASx-катодом - 0,6мкм (180ГГц, х = 0,10) и с AlxGai-xAs-кэтодом - 0.7мкм (160ГГц, х = 0,175).

13. Физические процессы в диодах Ганна со структурой т-n:Ino,45Gao,55As-n:GaAs-n+:GaAs при барьере на контакте металл-полупроводник не более О.ОЗэВ остаются теме же, что и в структуре без металлического контакта, но с более худшими энергетическими и частотными свойствами. Оптимальная длина катода таких структур ~38нм при условии, что lk « 1а.

14. В GaAs-диодэх с . туннельным катодом (р+-п+-переход) распространяются заряженные слои. В таких диодах наблюдался эффект зависимости скорости распространения заряженных слоев, амплитуды колебания тока в диоде, заселенности электронами Х-долины у катода и, следовательно КПД диода от падения напряжения на р+-п+-переходе. Максимальный КПД GaAs-диода с вырожденным р+-п+-переходом на

катоде н длиной активной области 1,0 мкм на частоте 110 ГГц -3,83%, что больше, чем у диодов с омическим катодом.

15. Диоды Ганна на основе GaAs без рассеяния электронов на ионизированных примесях при температуре кристаллической решетки 300К имеют КПД на 0.2%, а пролетную частоту ~3 ГГц больше, чем аналогичные диоды с рассеянием на ионизированных примесях.

Публикации на тему диссертации.

1. Аркуша Ю. В. , Прохоров Э.Д., Сторожен ко И.П. Диоды Ганна на основе InPi-xAs*. Тез. докл. 1-го Украинского симпозиума "Физика и техника мм и субмм радиоволн". Харьков, 1991, Часть 1, с. 196.

2. Аркуша Ю. В. , Прохоров Э.Д., Стороженко И.П. Энергетические характеристики диодов Ганна на основе InPi.xAsx. Тез. докл. семинара "Нелинейные ВЧ в полупроводниках и полупроводниковых структурах и проблемы их применения в электронике СВЧ", 1991, Навои, с. 51.

3. Аркуша Ю. В. , Прохоров Э.Д., Сторожьнко И.П. GaAs-диод Ганна с гетеропереходом на катодном контакте. Тез. докл. Межведомственной научно-технической конференции "Приборы, техника и распространение мм и субмм волн". Харьков, Украина, 1992, с. 38.

4. Arkusha Yu.V., Prokborov E.D., Storozhenko I.P. Heterojunction cahtode contact Gunn diodes. Physics in Ukraine international Conference. Proceeding contributed papers, Radiophysics and electronics. Kiev, 1993, p. 21.

5. Аркуша Ю. В. , Прохоров Э.Д., Стороженко И.П. Диоды Ганна на основе InPo.6Aso.-i. Радиотехника и электроника. 1994, т. 39, № 11, с.1816.

6. Аркуша Ю. В. , Прохоров Э.Д., Стороженко И.П. Гетеропереход InxGai-xAs/GaAs в арсенид-галлиевом диоде Ганна. В кн. Применение радиоволн мм и субмм диапазонов. Сб. науч. тр. Харьков, ИРЭ НАН Украины, 1994, с. 78-85.

7. Arkusha Yu.V., Prokhorov E.D., Storozhenko I.P. Tlie mm-wave Gunn diode with heterocathode. International Symposium "Physics and Engineering of millimeter and submillimeter waves". Kharkov, Ukraine, 1994, v. 2, p. 388.

8. Arkusha Yu.V., Prokhorov E.D., Storozhenko I.P. Using of the isotype bloking heterocathodes in mm-wave Gunn diodes. Proceedings 5th International Symposium on resent advances in microwave technology. Kiev, Ukraine, September 11-16, 1995, v. l,p. 124.

9. Аркуша Ю. В. , Прохоров Э.Д., Стороженко И.П. Гетерокатод в диодах Ганна миллиметрового диапазона. Тезисы доклада 5-ой Крымской конференции "СВЧ-техника и спутниковые телекомуни-кационные технологии". Севастополь, 1995, т. 1,с. 127.

10. Аркуша Ю. В. , Прохоров Э.Д., Стороженко И.П. Гетеропереход InPi-xAsx/GaAs в диоде с междолинным переносом электронов. Радиотехника и электроника, 1996, т. 41, № 2, с.

Стороженко I.П. Дюди Ганна на ociioei сполук A,nBv з гетеропереходом на катодному контакт!.

Дисерташя на здобуття наукового ступеня кандидата фпико-математичних наук за спещальшстю 01.04.03 - "радюф1зика", 01.04.10 -"ф!зика наш'впровщнпмв та д!електриктв", - Харк1вський державний ушверситет, - Харю'в, 1996.

Дисерташя мостить результата 10 наукових публжацш з дослщження дю.'пв Ганна на ochobI сполук натвпроввдниюв АШВУ з разними типами катодних контаклв. Особливу увагу придшено дослщженням дюд1в з гетеропереходом на катодному контакт!. Розглянуто InPi-xAs.x/GaAs; IiuGai-xAs/GaAs (3anipni); AUGai-xAs/GaAs (антизашрний) гетерокатоди для СаА$-дюд1в Ганна. Доапджеш ochobhi ф13ичнл проиеси, як! впливають на шшдш характеристики дюд1в. Зпайдеш оптимальш складн сполук нашвпровщниюв в катод1 для генерацп НВЧ дюдами на р1зних частотах у широкому даапазош. Встановлено, що найбшьшу частоту генерацп (190 ГГц) мае GaAs-дюд з Ino.4oGao.6oAs-KaTOflOM. Дюди з InPi-xAs.x-катодом мали найбшьшу

частоту генерацп 180 ГГц (х ~ 0.10), а з AlxGai.xAs-катодом - 160 ГГц (х ~ 0.17).

Знайдсш енергетичш та частотш характеристики дюд!в на ochobI InPo.6oAso.4o з pi3HHMH типами катодних контакта (п+-п'-п, п+-п).

Дослцгжеш ф13ичш процеси, як1 протжають у дюдах з тунельною шжекшею гарячих електрошв у активну область дюда через р+-п+-катод. На частот1 110 ГГц таю дюди мали ефектившсть 3,83 %. Також доапджено вплив юшзованих дом1шок на вихщш характеристики дюд1в.

Kjno4QBi слова: дюд Ганна, м1ждолинний перенос, катод, гетероперехщ, довжина активно! облает], ¡ошзоваш дом1'шки, частота, ефектившсть генерацп, розрив зони провщносп, потёнцнший бар'ер.

Storozhenko I.P. The Gunn diodes "on base of AmBv compounds with heterojunction on the cathode contact.

Candidate of Sciences Thesis in Radiophysics. Kharkov State University. Kharkov, 1996.

The thesis contains 10 scientific publications connected with reseaching AniBv semiconductor compositions compound Gunn diodes with different cathode contacts. InPi-xAsx/GaAs; InxGai-xAs/GaAs (blocking) and AlxGai. xAs/GaAs (antiblocking) heterocathodes for GaAs Gunn diodes have been investigated.. Main physical processes that influence on diode output characteristics have been studied. Optimal semiconductor compositions compound of the cathode for generating HF by using diodes at different frequencies within a wide range have been found. It was found GaAs diode with Ino.4oGao.6oAs cathodes that has the highest frequency (about 190 GHz). The diodes with lnPi-xAsx cathode have the highest frequency about 180 GHz (x~0,10) and with AIxGai-xAs cathode about 160 GHz (x~0,17).

The power and frequency characteristics of InPo.6oAso.4o diodes with different types of cathode contacts (n+-n-n, n+-n) have been found.

The pysical processes that take place in diodes with tunnel injection of hot electrons to the active diode region through p+-n+ cathode have been studied. Such diodes have the efficiency 3,83% at the frequency of 110 GHz.

The influence of ionised impurities on the diode output characteristics has been investigeted.

The keywords: Gunn diode, intervalley transfer, cathode, hetero-junction, active region length, ionised impurities,. frequency, generation efficiency, conductiviti band gap, potential barrier.