Релаксационная спектроскопия глубоких уровней в нелегированных и легированных сурьмой эпитаксиальных слоях GaAs тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукописи

РГБ ОД

./ 7 АЧГ 2000

Самойлов Виктор Александрович

РЕЛАКСАЦИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ГЛУБОКИХ УРОВНЕЙ В НЕЛЕГИРОВАННЫХ И ЛЕГИРОВАННЫХ СУРЬМОЙ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЯХ СаАя

(Специальность 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

НОВОСИБИРСК - 2000

Работа выполнена в Институте физики полупроводников Сибирского отделения РАН

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук,

старший научный сотрудник Принц Виктор Яковлевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Кравченко Александр Филиппович кандидат физико-математических наук Журавлев Константин Сергеевич

Ведущая организация: Институт неорганической химии

Сибирского отделения РАН, г. Новосибирск

Защита состоится " 27 " июня 2000 г. в 17й час. на заседании Диссертационного совета К003.05.01 в Институте физики полупроводников СО РАН по адресу: 630090, Новосибирск, проспект академика Лаврентьева, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФП СО РАН (пр. ак. Лаврентьева, 13)

Автореферат разослан " 25 " мая 2000г.

¿¿¿6 с ±03

Ученый секретарь Диссертационного Совета ' /

доктор физико-математических, наук, профессор

А.В. Двуреченский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Полупроводниковые структуры на основе соединений ШВЛ' находят широкое применение в оптоэлектронике, микроэлектронике, особенно СВЧ электронике. Тенденциями в развитии этих прикладных областей являются эстижелие предельных характеристик приборов, снижение энергопотребления, уве-иение быстродействия. В связи с этим ужесточаются требования к качеству полу-эоводникового материала, к содержанию примесей и дефектов с глубокими уровня-и (ГУ) в запрещешюй зоне. Наличие ГУ может приводить как к полезным, так и к )айне нежелательным эффектам в полупроводниковых приборах, даже если их кон--■нтрация на несколько порядков меньше концентрации основной легирующей при-гси. Поэтому необходимо иметь представление о природе ГУ, знать их основные фаметры для того, чтобы минимизировать отрицательное,, и максимально эффектно использовать положительное влияние их на функциональные характеристики шборов.

Рассматривая проблему ГУ с научной точки зрения, следует отметить, что до гх пор не существует единой теории глубоких центров, позволяющей предсказывать -тинное энергетическое положение ГУ в запрещенной зоне полупроводника. Знания природе глубоких уровней, о свойствах материала, содержащего ГУ, в основном, >сят эмпирический характер. Природа большинства ГУ в полупроводниках АШВУ тановлена не однозначно. Очевидно, что для получения информации о природе ГУ, кономерностях образования дефектов с ГУ необходимо воздействовать на систему шмесных и собственных дефектов в процессе выращивания полупроводника. В ка-:стве такого воздействия было выбрано легирование полупроводников изовалент->ши примесями (ИВП). Предпочтительность именно такого воздействия обусловле-I тем, что сами ИВП не должны приводить к образованию новых локальных уровней запрещешюй зоне. Теоретические работы предсказывают образование резонансных ювней при изовалентном легировании и искл ючают возможность образования ГУ в прещенной зоне. Однако, можно предположить, что. замена одного из атомов ос->вной решетки на изовалентный атом в каком-либо структурном дефекте или ком-гексе может повлиять на энергетический спеюр ГУ или даже привести к образовано новых уровней.

Для исследований энергетического спектра, свойств и природы ГУ наиболее щходящим является метод релаксационной спектроскопии глубоких уровней С ГУ). Данный метод обладает высокой чувствительностью и информативностью, н позволяет определить энергию ионизации, концентрацию, сечения захвата элек-

з

тронов и дырок, а также зависимость сечений захвата от электрического поля для ка ждого глубокого центра в отдельности.

К моменту начала данной работы специальных установок для РСГУ в мире н выпускалось. Создаваемые за рубежом на основе серийно выпускаемых приборов ус тановки для РСГУ имели ограниченные функциональные возможности. В связи этим разработка автоматизированного спектрометра РСГУ, пригодного для решени широкого круга, как фундаментальных, так и практических проблем являлась акту альной задачей, которая также решалась в данной работе.

Цель работы заключалась в исследовании влияния легирования арсенида гал лия изовалентной примесью (Sb) на энергетический спектр глубоких уровней; выяс нешш влияния электрически активных дефектов с ГУ на характеристики малошумя щих полевых транзисторов с барьером Шоттки (ПТШ) СВЧ диапазона.

Достижение поставленной цели включало следующие этапы:

■ Создание высокочувствительного спектрометра РСГУ, реализующего метод ре лаксации напряжения в широком диапазоне скоростей эмиссии (е^р=5 105 -НО1 с"1)

■ Исследование влияния легирования изовалентной примесью (Sb) на энергетиче ский спектр ГУ в GaAs, выращенном методом жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) и расплава Ga (рост с отклонением от стехиометрического соотношения элементов i сторону обогащения элементом III группы).

■ Исследование влияния изовалентного легирования сурьмой на энергетически! спектр ГУ в GaAs, выращенном методом ЖФЭ из расплава Bi (рост с отклонение» от стехиометрического соотношения элементов в сторону обогащения элементе» V ipyraibi).

■ Анализ возможных физических причин и механизмов воздействия изовалентно! примеси Sb на систему электрически активных дефектов в слоях GaAs.

■ Исследование влияния электрически активных дефектов с ГУ на шумовые и уси лительные характеристики малошумящих полевых транзисторов СВЧ диапазона.

Объекты и методы исследования. Исследовались эпитаксиальные слои GaAs выращенные на п+ - подложках методом ЖФЭ из расплава Ga и расплава Bi, а также структуры для полевых транзисторов с барьером Шоттки на пйлуизолирующих под ложках GaAs, полученных методами газофазной и молекулярно-лучевой эпитаксии. Е качестве изовалентной примеси была выбрана сурьма. Свойства слоев исследование! с помощью широкого набора экспериментальных методов, обеспечивающих максимально полную и достоверную информацию: релаксационной спектроскопии глубо ких уровней, метода вольтфарадных характеристик, измерения вольт-амперных ха рактеристик и температурной зависимости проводимости и др.

Научная новнзна работы состоит в следующем: 1 Впервые выполнены систематические исследования электрически активных дефектов с ГУ в слоях GaAs, выращенных методом ЖФЭ и легированных изова-лентной примесыо (Sb). При этом обнаружены и идентифицированы новые глубокие уровни (А' и ELSb), вводимые сурьмой. 1 Обнаружено, что температурные зависимости сечений захвата носителей заряда на ГУ, вводимые Sb (А; и ELSb), и на уровни, связанные с собственными дефектами (А и EL2, соответственно), совпадают.

■ Показано, что спектр ГУ в GaAs зависит от соотношения в растворе-расплаве суммарных концентраций элементов III (Ga) и V(As, Bi) групп. При отклонении соотношения элементов в растворе-расплаве от стехиометрического в сторону обогащения элементом V группы, легирование Sb приводит к образованию дефекта с электронной ловушкой (ELSb); при отклонении в сторону обогащения элементом III группы - к образованию дефекта с дырочной ловушкой (А').

■ Предложены методы контроля качества внутренних нелегированных (буферных) слоев многослойных структур в исходных структурах и готовых ПТШ.

1 Установлены количественные соотношения между концентрацией нескомпенси-рованных акцепторов (Ev+0,2 эВ) в буферных слоях структур для ПТШ и ухудшением СВЧ-характеристик малошумящих ПТШ (увеличением коэффициента шума и снижением коэффициента усиления).

Практическая значимость работы.

Разработана универсальная установка для релаксационной спектроскопии глубоких уровней в полупроводниках, в которой впервые реализован метод релаксации гапряжения в широком диапазоне постоянных времени перезарядки ГУ (т = 2-10"s Ю 'с) с высокой чувствительностью по концентрации N,/NM < 5 10"6.

Спектрометр экспонировался на выставках "Сибприбор-80", "Наука и техника «родному хозяйству" и успешно используется в следующих организациях: ИФП 5 АН (г. Новосибирск), НИПП (г. Томск), НИИ "Автоматика" (г. Москва).

Предложен метод контроля качества внутренних нелегированных слоев многослойных структур по особенностям C-V зависимостей в области отсечки, а в полевых гранзисторах по особенностям зависимостей высокочастотных емкости и проводимо-rni затвора ПТШ от напряжения смещения на затворе. С помощью данного метода установлена корреляция между качеством буферных слоев структур и высокочастот-шми параметрами изготовленных из них приборов (коэффициентом шума и коэффи-диентом усиления в диапазоне частот 4 -36 ГГц). В НИИ "Сатурн" (г. Киев) на основ? разработанных методов организован 100% входной контроль буферных слоев струк-гур для изготовления ПТШ СВЧ диапазона.

На защиту выносятся:

1. Изовалентное легирование (Sb) эпитаксиальных пленок GaAs, выращенных мете дом жидкофазной эпитаксии, вызывает изменение состава и концентрации эле» трически активных дефектов с ГУ:

■ в пленки, выращенные из расплава Ga, вводится новый для GaAs глубокий цент А' (Еу + 0,52эВ);

■ в пленки, выращенные из расплава Bi, вводится цс(ггр ELSb (Ес - 0,54эВ);

■ в пленках, выращенных из расплава Bi, уменьшается концентрация центра EL5 (Е - 0,41 эВ) более, чем в I03 раз при уровне легирования Sb -1%.

2. Изменения в спектре ГУ GaAs:Sb зависят от стехиометрии раствора-расплава:

■ дырочная ловушка А1 формируется только в пленках, выращенных в условия обогащения элементом III группы (Ga), в которых всегда присутствует дырочна ловушка А;

■ электронная ловушка ELSb вводится только в пленки, выращенные в условия обогащения элементом V группы (As, Bi), в которых всегда присутствует элек тронная ловушка EL2.

3. Температурные зависимости сечений захвата носителей заряда на ГУ, вводимы легированием сурьмой (А' и ELSb), и на уровни, связанные с собственными де фекгами (А и EL2, соответственно), практически совпадают.

4. Особенности формирования и свойства ГУ в пленках GaAs:Sb свидетельствуют том, что:

■ структуры центров А' и ELSb отличаются от структур центров А и EL2, соответ стветю, только заменой атома мышьяка на изовалентный атом сурьмы;

■ замещение атомов мышьяка в подрешетке As атомами сурьмы не образует глубо ких уровней в арсениде галлия.

5. Повышенный коэффициент шума и низкий коэффициент усиления малошумящи: ПТШ в диапазоне частот 4-36 ГГц обусловлен р-типом проводимости буферны: слоев многослойных структур, которая контролируется глубоким уровне» (Еу+0,2 эВ) с концентрацией NA = 1015 см'3.-ь 1016 см'3.

Апробация работы.

Материалы работы докладывались на I Всесоюзной конференции "Физически! основы твердотельной электроники" (г. Ленинград, 1989 г.), Конференции по пробле мам СВЧ электроники (г. Львов, 1989), Всесоюзной конференции по физике полупро водников (г Киев, 1990 г.), Российской конференции "Микроэлектроника - 94" (г Звенигород, 1994 г.), Международной конференции "Compound Semiconductors" (г Варшава, 1994г.), Международной конференции DRIP -XII (г. Берлин, 1997 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 печатных работ, писок которых приведен в конце автореферата, из них 7 статей в центральных рос-ийских и международных журналах.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введена, трех глав, выводов, заключения и списка цитируемой литературы из 109 наиме-ований. Общий объем диссертации 114 страниц, 28 рисунков и 4 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулирована цель аботы, приводятся основные положения, выносимые на защиту, указана их научная овизна и практическая ценность.

Первая глава посвящена дальнейшему развитию методов релаксационной пектроскопии глубоких уровней в полупроводниковых структурах и разработанному ригинальному спектрометру РСГУ. В главе рассмотрены основные физические ринципы метода, проведен сравнительный анализ разновидностей метода и спосо-ов реализации, существовавших на момент начала работы. На основе анализа был делан вывод, что наибольшими функциональными возможностями среди разновид-остей метода РСГУ обладает метод релаксации напряжения с раздельной компенса-;ией равновесной и релаксирующей составляющих емкости с помощью эталонной кспоненциальной добавки с фиксированной постоянной времени. Этот метод и был еализован в разработанном спектрометре ГУ.

Учитывая, что эквивалентная схема реальных диодов на высокой частоте мо-сет быть достаточно сложной (токи утечки, последовательное сопротивление), для пектрометра был разработан малоинерционный К-С мост, работающий на частоте 8 •1Гц. Мост позволяет подавать на образец постоянное смещение и пропускает без ис-ажения импульсы заполнения длительностью менее 0,1мкс. Принципиально новой собетюстью, отличающей данную разработку от всех существовавших ранее, явля-тся применение раздельной компенсации равновесной и релаксирующей составлю щих сигнала разбаланса моста. Эта операция осуществляется как для выделения юлезного сигнала, так и для реализации метода постоянной емкости.

В процессе измерения на образец дополнительно к прямоугольным импульсам >братного смещения и синхронно с ними подаются экспоненциальные импульсы с шксированной постоянной времени 10'5<тэ<10"'с и регулируемой амплитудой. При емпературной прогонке амплитуда прямоугольных импульсов смещения и экспо-[енциальной добавки регулируется медленной обратной связью, так, чтобы обеспе-ипь максимальную компенсацию изменений толщины слоя обеднения, которые вы-ываются перезарядкой ГУ. Амплитуда экспоненциальных импульсов становится 1аксимальной тогда, когда постоянная времени т3 равна постоянной времени процес-

са перезарядки ГУ тпер. Регистрация амплитуды экспоненциальной добавки при тем пературной прогонке дает спектр РСГУ при постоянной емкости. При таком подход впервые удалось реализовать РСГУ при постоянной емкости в широком диапазон постоянных времени ("окон" скоростей) перезарядки ГУ (т = 2-10"5 10*'с) и высоко: чувствительностью по концентрации (Nr/NM ~ 10"6). Такой режим особенно важе] при исследовании нелегированных и слаболегированных полупроводников ввиду то го, что в этом случае концентрация глубоких уровней в образцах сравнима с концен трацией носителей заряда.

Второй отличительной особенностью спектрометра является то, что в не» впервые реализован метод релаксации напряжения в РСГУ по проводимости (constan resistance DLTS), позволяющий исследовать структуры на полуизолирующих под ложках. (Первое зарубежное сообщение появилось только в 1998 году).

Третья оригинальная возможность спектрометра заключается в способность исследовать спектры ловушек неосновных носителей в диодах Шоттки. Это осуществляется путем инжекции неосновных носителей заряда при пропускании через диод в прямом направлении импульсов тока большой плотности (I > 100 А/см2).

Вторая глава посвящена исследованию влшншя изовалентной примеси сурьмь на образование электрически активных дефектов в n-GaAs, нолученном методои жидкофазной эпитаксии из расплава Ga и расплава Bi. Первый параграф является об зорным. В нем приведены литературные данные о собственных дефектах с ГУ ] GaAs, полученном разными методами. Рассмотрены экспериментальные и теоретиче ские аспекты легирования GaAs изовалентными примесями. К началу данной работь было опубликовано единственное сообщение, показавшее возможность влияния ИВГ на энергетический спектр ГУ в GaAs [1] и ставшее стимулом для данной работы.

Во втором параграфе описываются образцы и методика эксперимента. Были исследованы две группы структур GaAs, выращенных методом ЖФЭ на п+ - подложкам арсенида галлия: первый тип - эпитаксиальные слои, выращенные традиционны\ способом - из расплава галлия; второй тип - слои, выращенные из расплава висмута Таким образом, в первом случае рост осуществляется с отклонением от стехиометри-ческого соотношения элементов в расплаве в сторону элемента III группы, во втором - в сторону элемента V группы. В исходные растворы вводили различное количестве сурьмы (от 0 до 40 ат%).

Во всех выращенных структурах был измерен профиль концентрации свободных носителей заряда C-V методом. Для исследования спектров РСГУ и параметров ГУ отбирались структуры с концентрацией носителей заряда в диапазоне п = 1-кЗ 1015 см"3 и однородным распределением концентрации по всей толщине пленки.

На структурах, удовлетворяющих таким требованиям, были созданы диоды Шоттки путем вакуумного напыления золота через маску на подготовленную поверхность эпитаксиальных слоев (площадь диодов 0,1^0,5 мм2). Изготовленные та-

им образом диоды удовлетворяли требованиям метода РСГУ и имели следующие ярактеристики: хороший омический контакт и низкое сопротивление базы во всем ¡иапазоне температур (77-^450 К); малые утечки барьера при приложении обратного мещения 1ут < 0,1 мкА; достаточно высокие напряжения пробоя и^ > 15 В.

Энергетический спектр глубоких

М А

В

ШШ

п-СаАв

—В

-А' А

уровней исследовался методом релаксационной спектроскопии глубоких уровней. Измерения были выполнены на спектрометре РСГУ, описанном в предыдущей главе. Диапазон времен перезарядки ГУ, реализованный в спектрометре (г-КГ^КГ'с), позволял регистрировать уровни в интервале энергий запрещенной зоны Ес-0,1ч-Еу+0,1 эВ при температурном сканировании от 77 К до 470 К.

В третьем параграфе приведены результаты исследования слоев ОаЛэ^Ь, выращенных методом ЖФЭ из расплава Оа. В спектрах РСГУ нелегированных эпитаксиальных пленок наблюдались только пики от уровней А (Еу +0,4 эВ) и В (Еу +0,72 эВ) известных в ОаАв ловушек (рис. 1-801) [2]. Концентрация каждого из уровней была ~ 1014 см"3. Уровней, лежащих в верхней половине запрещенной зоны, обнаружено не было. Температурные зависимости сечений захвата лектронов <тп (1/ Т) для центров А и В совпадали в пределах погрешностей экспери-[ента с известными из литературы зависимостями для этих центров [3] (рис.2.). Изо-алентное легирование (ЭЬ) приводило к появлению в спектрах РСГУ дополнительно-о пика А' (Еу + 0,52эВ), амплитуда которого линейно возрастала с увеличением ровня легирования ЭЬ (рис.1.). Температурная зависимость скорости тепловой эмис-ии дырок с уровня А1 сильно отличалась от зависимостей е„ (1/ Т) для известных ровней в ОаАв [2]. Результаты измеретш сечений захвата электронов ст„ и дырок стр а центр А' (рис.2.) подтвердили, что данный центр является новым в ОаАэ. Действи-ельно, зависимость а„ (1/ Т) для центра А1 не совпадает ни с одной зависимостью для [звестных в ОаАэ центров [3] (а„ на центр а! более, чем в 100 раз больше о„ на цен-ры Ре и Си, энергии ионизации которых близки к энергии ионизации центра А1).

Таким образом, при легировании эпитаксиальных пленок изоэлектрошгой при-[есью БЬ вводится новый для ваАз центр А1, концентрация которого зависит от

150 200 250 300 350 Температура, К

Рис.1. Спектры РСГУ в образцах ОаАБ : различным уровнем легирования БЬ. =2 мс. Справа показана схема размещения "У в запрещенной зоне ОаАз, выращенного (етодом ЖФЭ из расплава Са.

концентрации атомов Sb. Центр А' име( параметры, сравнительно близкие к пар; метрам центра А (сечения захвата как эле! тронов, так и дырок различаются не боле чем в два раза, энергии ионизации разл! чаются на ~0.1 эВ). Это позволило предп< дожить, что центры А' и А близки и по npi роде, а состав их различается только те» что в сложном центре А присутствует ато As, а в центре А1 - атом Sb, замещающи As. Несмотря на то, что в исследованны пленках атомов Sb меньше, чем атомов А: упругое поле, возникающее вокруг атомо Sb, по-видимому, способствуют более ии тенсивному образованию центров, содер жащих атомы сурьмы.

В четвертом параграфе прсдставлеш результаты исследований влияния изова лентной примеси (Sb) на спектр ГУ в арсениде галлия, выращенном из расплава Bi Висмут, как и сурьма - элемент V группы Периодической системы и также являете; ИВП в GaAs. Тем не менее, никаких новых уровней в запрещенной зоне GaAs, выра щенного из расплава висмута, до сих пор не обнаружено, очевидно, из-за крайне ма лой растворимости Bi в GaAs. Однако, было установлено, что замена галлиевого рас твора-расплава висмутовым при ЖФЭ GaAs кардинально меняет ансамбль точечный дефектов в кристаллизующемся эпитаксиальном слое: в запрещенной зоне GaAs появляются электронные ловушки EL2 и EL5 [4], характерные для объемного материалг или эпитаксиальных слоев, полученных методом газофазной эпитаксии [5]. Эти изменения обусловлены различием в стехиометрии слоев GaAs, выращиваемых из расплавов галлия и висмута. Поэтому было интересно проследить за трансформацией и этого энергетического спектра в результате изовалентного легирования сурьмой.

В спектрах РСГУ образцов GaAs, выращенных из расплавов Bi, не содержащих ИВП, наблюдается эмиссия электронов с двух ГУ сравнимой концентрации (SB1 рис.3.), известных в литературе как EL2 (Ес-0,8эВ) и EL5 (Ес-0,41 эВ). Это следует из совпадения полученных из спектров РСГУ температурных зависимостей скоростей эмиссии е„ и сечений захвата электронов <т„ с литературными данными. В пленках, выращенных таким образом, не наблюдается уровней лежащих в нижней половине запрещенной зоны (акцепторных уровней).

В образцах, легированных сурьмой (SB2 - SB4), в спектре РСГУ (рис.З.) был обнаружен глубокий уровень с энергией термической ионизации электронов Ес-

Рис.2. Температурные зависимости сечений захвата электронов на глубокие уровни А, А', В. Пунктирные линии -данные работы Г51 для центров А и В.

2 1

0 2

1

0 2

1

0 2

1

200 250 300 350 400 450 Температура, К

Рис.3. Спектры РСГУ в образцах ваА$, вы-мщенных ЖФЭ из расплаа В1 с разным уров-1ем легирования БЬ; т= 10 мс. Справа пока-(ана схема размещения ГУ в запрещенной юне СаАя, выращенного из расплава В1.

Ес-0,53эВ, обозначенный нами как ELSb. Концешрация этого уровня возрастает с увеличением содержания сурьмы в расплаве до величины NELSb ~ 4 1012 см"3. Характерно, что по мере увеличения концентрации уровней ELSb концешрация уровней EL5 уменьшалась от Nels ~ (2-4) 10'г см"3 до NEL5 <109см"3 (предельная чувствительность установки для исследованных образцов). В образцах, легированных сурьмой, была измерена другая важнейшая характеристика ГУ -температурная зависимость сечения захвата электронов ст0(1000/Т) на уровни EL2 и ELSb. Удивительным является тот факт, что зависимости ап(1000/Т) для уровней EL2 и ELSb практически совпадают в диапазоне изменения более 3 порядков (рис.4.), в то время как энергии ионизации отличаются на ~ 0,3 эВ.

В пятом параграфе проводится сопоставление результатов исследований слоев GaAs:Sb, выращенных из расплава Ga и расплава В i, анализируются основные закономерности в изменении ансамбля электрически активных дефектов в GaAs при введении ИВП.

Установлено, что при изовалентном легировании (Sb) формируются ловушки только того типа, который уже присутствует в кристалле и является характерным для данных условий роста (дырочная ловушка А' формируется только в пленках, выращенных в условиях обогащения элементом III группы (Ga), в которых всегда присутствует дырочная ловушка К; а электронная ловушка ELSb вводится только в пленки, выращенные в условиях. >богащения элементом V группы (As, Bi), в которых всегда присутствует электронная ювушка EL2. Эти особенности согласуются с моделью, которая предполагает, что

510

со о X

о -16 И О

Г

<и с;

{510 (0 ш X OJ

гз -18

гсЮ

S X О)

■у

а) -19

О10 .

6 8 1000/Т

10 12

Рис.4. Температурные зависимости се-тений захвата электронов иа центры EL2 и Е^Ь. Пунктирная линия - данные работы 7] для центра EL2.

замещение атомов мышьяка в подрешетке As атомами сурьмы не приводит к образо ванию ГУ в запрещенной зоне GaAs и, что уровни с новыми свойствами могут обра зовываться только при замещении атома основной решетки изовалентным атомом i сложном собственном дефекте кристалла или комплексе с участием такого дефекта.

Особого внимания заслуживает тот факт, что ИВП Sb создает в GaAs новые де фекты с ГУ (А' при ЖФЭ GaAs:Sb из расплава галлия и ELSb при ЖФЭ из расплав; висмута) с сечениями захвата, практически не отличающимися в широком интервал температур от сечений захвата своих аналогов - собственных структурных дефектов i GaAs: дырочной ловушки А и электронной ловушки EL2, соответственно. По-видимому, это является общим характерным свойством новых ГУ, образующихся i GaAs при легировании ИВП сурьмой.

Анализ результатов выполненных исследований позволил предложить гипотез} относительно природы электронной ловушки EL5. Совокупность экспериментальны* данных указывает на то, что уровень EL5, вероятно, связан с дивакансией Vca-V^.

В третьей главе представлены результаты исследования глубоких уровней в нелегированных слоях многослойных структур GaAs на полуизолирующей подложке. Такими слоями являются буферные слои (БС), расположенные между подложкой и активными слоями структур, предназначенных для изготовления приборов. В главе демонстрируется прямая корреляция между концентрацией ГУ в нелегированных БС структур и СВЧ характеристиками малошумящих ПТШ, изготовленных из этих структур. Исследования показали, что активный и контактный слои, стандартных структур, не имели существенных отличий как по профилю концентрации носителей заряда, так и по спектрам ГУ. Однако, коэффициенты шума и коэффициенты усиления ПТШ в СВЧ диапазоне имели значительный разброс для приборов, изготовленных из однотипных структур. При этом транзисторы имели одинаковые конструктивные параметры и изготавливались по единой технологии. Для выяснения причин ухудшения СВЧ характеристик ПТШ были выполнены исследования ГУ в буферных слоях и в области границы раздела пленка -подложка. Буферные слои обычно не легируют, они должны быть высокоомными и, следовательно, перекрытыми слоем обеднения.

При измерении профиля концентрации C-V методом в области, близкой к границе раздела активный слой - буферный слой (при п< 5 1015см"3), мы должны были наблюдать спадающую зависимость п(х), обусловленную дебаевским размытием (кривая 5 на рис.5.). Однако, более, чем в половине исследованных структур в этой области на зависимостях п(х) наблюдались максимумы. На рисунке 5. представлены такие зависимости (1-4). Дополнительные исследования позволили установить, что максимумы в зависимости п(х) вызваны наличием встроенного р-п-перехода, образованного n-слоем и проводящим буферным слоем р-типа. Чем выше по п расположены максимумы в п(х), тем выше р-проводимость буферного слоя.

Измерения спектров РСГУ и температурной зависимости проводимости в БС ¡оказали, что сравнительно высокая проводимость р-типа в этих слоях определяется [рисутствием акцепторного уровня HI с энергией ионизации Еу + 0,2 эВ. Концентрация этого уровня в наиболее проводящих (R ~ 1кОм/П) буферных слоях (структуры! на рис.5.) достигает величины Nm «1016 см'3.

Измерения спектров РСГУ и температурной зависимости проводимости длительны и трудоемки, поэтому для контроля качества БС больших партий структур нами было предложено использовать величину максимумов на зависимостях п(х), измеренных C-V методом как критерий наличия ГУ в БС. Этим же критерием выявления присутствия ГУ HI (Еу+0,2 эВ) в БС мы воспользовались при исследовании его влияния на СВЧ характеристики ПТШ. Было протестировано более 100 структур и получен большой набор статистических данных, которые позволили, исключить влияние технологического процесса изготовления самих ПТШ на результат исследований. 3 процессе длительных исследований было установлено, что именно присутствие /ровня HI (Еу+0,2 эВ) в буферных слоях многослойных структур приводит к ухуд-лению характеристик транзисторов. Более того, было обнаружено, что имеется прямая корреляция между параметрами ПТШ в СВЧ диапазоне (коэффициентом шума и соэффициентом усиления) и концентрацией уровня HI в буферных слоях (величиной максимумов на зависимостях п(х)).

Из всех исследованных C-V методом структур, из которых затем были изготов-тены малошумящие ПТШ, можно выделить две полярные гру ппы: Р - структуры с зысокой концентрацией уровня HI (Еу+0,2 эВ) (структуры 1-2 на рис.5) и I - структу-эы, в которых концентрация этого ГУ невелика, либо он компенсирован (структуры 5 ia рис.5). Было установлено, что шумовая температура транзисторов, изготовленных из структур Р - группы существенно выше, а коэффициент усиления ниже, чем из пруктур I - группы (рис.6.). Обращает на себя внимание то, что с увеличением рабочей частоты транзисторов растет различие между качеством транзисторов, полученных из структур Р и I групп. Важно, что полученные нами зависимости' (рис.6.) от-

.........г i 1-RS=5 102 О м/С 2-Rs=1 103 Ом/0 3-Rs=5 103 Ом/3 4-Rs=5 Ю'Ом/ü 5-Rs=1 10'Ом/С

i

!

---д\_У -2/-V- !

/ ч. •

У 1

---

N: ~ / .........

БУФВ PHbllíSt-—/ ¡

1 СЛ

0 12 3 4 X, мкм

Рис.5. Зависимости n(x) (C-V профили) гля области, расположенной вблизи границы раздела пленка-подложка структур, предназначенных для изготовления ПТШ. Структуры отличаются только проводимо-:тью БС.

10

Частота, ГГц

Рис.6. Зависимости относительной шумовой температуры и соответствующего коэффициента усиления от частоты для ПТШ, изготовленных из структур Р- и I-групп. То=45 К.

ражают средние величины для большоп количества структур (более 100). Следует обратить внимание на то, что в даннок частотном диапазоне увеличение коэффициента усиления на 1 дБ и уменьшение шумовой температуры на 5+10 К считается очень хорошим достижением.

Полученные результаты можнс объяснить, если р-п переход, образованный проводящим буферным слоем и активным слоем (каналом ПТШ), рассматривать как дополнительный "паразитный" затвор ПТШ, который к тому же не включен в электрическую цепь при работе прибора, то есть, является "плавающим". Из-за большой площади (р-п-переход располагается не только непосредственно под каналом транзистора, но и распространяется на области под контактами стока, истока и паразитные области затвор-исток, затвор-сток) этот затвор имеет большую распределенную емкость. Возникновение большой паразитной емкости затвор-сток увеличивает емкостную обратную связь между стоком и затвором. В этом случае избыточные шумы ПТШ обусловлены усилением тепловых шумов в канале за счет этой связи.

При анализе брака готовых ПТШ возникает задача разделения влияние технологических факторов процесса изготовления ПТШ и качества исходного материала на СВЧ характеристики транзисторов. Для решения этой задачи был предложен метод выявления нескомпенсированных акцепторов в БС готовых приборов. Метод основан на анализе зависимостей емкости С3 и проводимости 03 затворного барьера Шоттки от обратного смещения на затворе вблизи напряжения отсечки, измеренных на частоте 1 МГц. В транзисторах, изготовленных из структур с качественным БС, зависимость емкости от напряжения С(Ц,) вблизи области отсечки имеет

0.5

0.4

г Ч 0.3

2

О 0.2

0.1

0.5

0.4

0.3

О

0.2

0.1

0.0

0.5

и, в

1.0

1.5

Рис.7. Типичные С-У и в-У зависимости затворного затворного барьера Шоттки в ПТШ с буферными слоями Р- и I- групп.

эезкий спад, а зависимость проводимости от напряжения G(U3) на частоте 1 МГц в >той области имеет резкий пик (рис.7.). В транзисторах же, изготовленных из струк-гур с БС, в которых присутствуют нескомпенсированные акцепторы (Ev+0,2 эВ), пик ш зависимости G(U3) отсутствует при комнатной температуре (рис.7.). При охлаждении ПТШ до 77 К, когда ГУ (Ev+0,2 эВ) не ионизован, буферный слой становится вы-:окоомным и характер зависимостей G(U3) и C(U3) в транзисторах Р и I групп совпадает.

Эти результаты подтвердили вывод о влиянии проводимости БС, контролируемой присутствием ГУ (Ev+0,2 эВ) на шумы и усиление ПТШ.

Эсиовные результаты и выводы.

В диссертации получила дальнейшее развитие релаксационная спектроскопия шектрически активных центров в полупроводниковых структурах. С помощью ори-"ииальной аналоговой системы спектроскопии глубоких уровней выполнено исследо-шние энергетического спектра глубоких уровней в нелегированных и легированных тзовалентной примесыо (Sb) слоях GaAs.

1. Разработан и изготовлен универсальный прибор для релаксационной спектроскопии глубоких уровней в полупроводниках, в котором впервые реализованы: ■метод РСГУ при постоянной емкости с широким диапазоном "окон" скоростей эмиссии (епр= 105-И0' с'1) и высокой чувствительностью по концентрации N/N„-5 10"6;

■ метод релаксации напряження в РСГУ по проводимости.

Спектрометр превосходит известные зарубежные аналоги по следующим функциональным возможностям:

■ измерение профиля концентрации каждого глубокого уровня в отдельности;

■ исследование глубоких уровней в случае, когда их концентрация превышает концентрацию мелких доноров или акцепторов и, когда имеется резкий градиент концентрации легирующей примеси;

■ исследование ГУ в тонких слоях на полуизолирующей подложке, а также в готовых ПТШ с субмикронным затвором.

!. Впервые изучено влияние изовалентной примеси Sb на энергетический спектр ГУ в арсениде галлия, полученном методом ЖФЭ, как из расплава галлия, так и из расплава висмута.

i. Установлено, что в слоях GaAs:Sb, выращенных из расплава Bi, образуется дефект с ГУ (Ес-0,54эВ). Концентрация этого дефекта линейно возрастает с увеличением концентрации Sb. Показано совпадение температурных зависимостей сечений за-_ хвата электронов на данный уровень, и хорошо известный уровень EL2 (Ес-0,8эВ), связанный с собственным дефектом AsCa.

4. Установлено, что в слоях GaAs:Sb, выращенных из расплава Ga, урова А7 (Еу + 0.52эВ) является новым ГУ в GaAs. Его концентрация возрастает пропо] ционально уровню легирования сурьмой. Обнаружено, что температурные зав! симости сечений захвата электронов и сечения захвата дырок на этот центр и t собственный дефект - центр А практически совпадают.

5. Показано, что изовалентное легирование приводит не только к появлению новы дефектов, но и изменяет состав собственных дефектов в GaAs: в пленках, выр; щенных из расплава Bi, уменьшается концентрация центра EL5 (Ее - 0,41 эВ) б< лее, чем в 103 раз при уровне легирования Sb ~ 1%. На основании анализа сов< купности экспериментальных данных была предложена модель, в которой прирол уровня EL5, одного из важных уровней в GaAs, связывается с дивакансией Voa-Va

6. Установлено, что изменения в спектре ГУ эпитаксиальных пленок GaAs:Sb 3aBf сят от стехиометрии раствора-расплава:

■ дырочная ловушка А' формируется только в пленках, выращенных в условия обогащения элементом III группы (Ga), в которых всегда присутствует дырочна ловушка А;

■ электронная ловушка ELSb вводится только в пленки, выращенные в условия обогащения элементом V группы (As, Bi), в которых всегда присутствует элек тронная ловушка EL2.

7. Совокупность полученных экспериментальных данных свидетельствует в пользу того, что:

■ структуры центров а' и ELSb отличаются от структур центров А и EL2, соответ ствешю, только заменой атома мышьяка на изовалентный атом сурьмы;

■ замещение атомов мышьяка в подрешетке As атомами сурьмы не приводит к об разованию ГУ в GaAs.

8. Показано, что высокая проводимость р - типа в буферных слоях структур GaAs предназначенных для изготовления ПТШ, обусловлена присутствием в них не скомпенсированного акцептора (Еу + 0,2эВ) с концентрацией 1015 -И016 см"3 Предложен метод выявления ГУ в буферных слоях по особенностям C-V зависи мостей в области отсечки, а в полевых транзисторах - по зависимостям высоко частотных емкости и проводимости затвора ПТШ от напряжения смещения на затворе.

9. Установлена корреляция между качеством внутренних нелегированных слое! многослойных структур GaAs и высокочастотными параметрами изготовленны> из этих структур ПТШ (коэффициентом шума и коэффициентом усиления в диапазоне частот 4+36 ГГц). Предложена модель, объясняющая данную корреляцию.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

. Самойлов В.А., Принц ВЛ. Емкостный спектрометр глубоких уровней. - ПТЭ, 1985, в. 5, с. 178.

. Принц В Л.,. Хайри Е.Х, Самойлов В.А., Болховитянов Ю.Б. Глубокий уровень вводимый в GaAs легированием изовалентной примесью Sb. - ФТП, 1986, т. 20, в. 8, с. 1392 -1395.

. Принц В Л., Самойлов В.А. О контроле емкостными методами эпитаксиальных структур GaAs, предназначенных для изготовления ИС и ПТШ. - Микроэлектроника 1989, т. 18, Вып. 5, с. 416-420.

. Принц В Л., Речкунов С.Н., Самойлов В.А. Исследование свойств буферных слоев в многослойных структурах арсенида галлия для ИС и ПТШ. - В кн.: Физические основы твердотельной электроники. I - Всесоюзная конференция, г. Ленинград, 1989, с. 147.

. Самойлов В.А., Речкунов С.Н., .Принц ВЛ Особенности перекрытия канала ПТШ связанные с границей раздела активный слой - буферный слой. - В кн.: Физические основы твердотельной электроники. I - Всесоюзная конференция, г. Ленинград, 1989, с. 287.

. Принц ВЛ., Самойлов В.А., Речкунов С.Н., Иващук A.B., Иваницкий О.П. Влияние свойств исходного материала на характеристики полевых транзисторов Шотгки с субмикронным затвором. - Труды Всесоюзного совещания по проблемам СВЧ - электроники, Львов, 1990.

. Самойлов В .А., Якушева H.A., Принц ВЛ. Влияние изовалентной примеси Sb на образование электрически активных дефектов в GaAs. -В юг. Тез. докл. XII Всес. конф. по физике полупроводников, Киев, 1990, ч. 1, с. 275-276.

. Самойлов В.А., Якушева H.A., Принц ВЛ. Влияние изовалентной примеси Sb на образование электрически активных дефектов в GaAs. - Полупроводники, Сборник научных трудов ИФП, Отв. ред. чл,- корр. РАН И.Г. Неизвестный, Новосибирск-"Наука", 1993, с.196-197.

. Речкунов С.Н., Самойлов В.А, Принц ВЛ. Исследование глубоких уровней в буферных слоях эпитаксиальных структур арсенида галлия, предназначенных для изготовления полевых транзисторов с барьером Шотгки и интегральных схем. -Полупроводники, Сборник научных трудов ИФП, Отв. ред. чл.- корр. РАН И.Г. Неизвестный, Новосибирск-"Наука", 1993, с.28-30.

0.Самойлов В. А., Принц В Л., Якушева H.A. Влияние изовалентной примеси Sb на образование электрически активных дефектов в GaAs. -ФТП, 1994, т.28, с. 1617.

1. Prinz V.Ya., Buldygin A.F., Rechkunov S.N., Samoylov V.A., New methods for microwave nondestructive characterization of the multilayer structures grown on SI substrates. - Semi-insulating III-V materials. Edited by M. Godlewski, Wold Scientific, 1994, p.159-163.

12.Речкунов С.Н., Самойлов В.А., Принц В Л., Исследование глубоких уровней в буферных слоях эпитаксиальных структур арсенида галлия, предназначенных дл> изготовления полевых транзисторов с барьером Шоттки и интегральных схем. -Микроэлектроника, 1995, т.24, с.389-392.

13.Босый В.И., Иващук А.В., Принц В.Я., Самойлов В.А., Влияние параметров буферного слоя на шумовые характеристики ПТШ на основе GaAs. - Расшир. тезис в кн.: Микро-электроника-94 - Российская конференция, Звенигород, 1994, с.325.

14. Принц В Л., БулдыгинА.Ф, Речкунов С.Н., Самойлов В.А Неразрушающий контроль эффекта обратного управления в полупроводниковых структурах А3В5. - i кн.: Микро-электро1шка-94 -Российская конференция, Звенигород, 1994, ч.1, с.195.

15-Осадчий В.М, Принц ВЛ., Самойлов В.А. Измерение и моделирование C-V профиля - способ для диагностики и оптимизации НЕМТ структур Расшир. тезис i кн.: Микро-электроника-94 -Российская конференция, Звенигород, 1994, ч.2, с.403.

16. Принц ВJL, Булдыгин А. Ф., Речкунов С.Н Самойлов В.А. Новые методы нераз-рушающего СВЧ контроля многослойных структур на полуизолирующей подложке. - Полупроводники, Сборник научных трудов ИФП, Отв. ред. чл.- корр. РАН Неизвестный И.Г., Новосибирск: "Наука", 1995, с.29-33.

17.Prinz V.Ya., Rcchkunov S.N. and Samoylov V.A. Correlation between high-speed device performance and defects in multilayer structures recognized by nondestructive microwave methods. - Abstr. DRIP VII 7lh Internatinal Conference, Berlin, 1997, P10.1.

18. Prinz V.Ya., Rechkunov S.N. and Samoylov V.A. Correlation between high-speed device performance and defects in multilayer structures recognized by nondestructive microwave methods.- Inst. Phys. Conf., Ser. No 160, 1997, p. 487-490.

Список цитируемой литературы.

1. Болховитянов Ю.Б., Принц В..Я., Хайри Е.Х. Энергетический спектр глубоких уровней в GaAs легированном Sb. - В кн.: Тез. докл, II Всес. совещание по глубоким уровням в полупроводниках, Ташкент, 1980, ч. I, с. 73.-74.

2. Mitonneau A., Martin G. М., Mircea A. Hole traps in bulk and epitaxial GaAs crystals. -Electron. Lett., 1977, v.13, N 22, p. 666-667.

3. Lang D.V. and Logan R.A. A study of deep levels in GaAs by capacitance spectroscopy. - Journal of Electronic Materials, 1975, v.4, No. 5, p.1053-1066.

4. Yakusheva N.A., Prinz V.Ya., Bolkhovityanov Yu.B. Discovery of Electron Traps in LPE GaAs Grown from a Bismuth Melt. - Phys. St. Sol. (a.j, 1986, v. 95, p. K43-K46.

5. Martin G.M., Mitonneau A., Mircea A. Electron traps in bulk and epitaxial GaAs crystals. - Electron. Lett,, 1977, v. 13, p. 191-192.

6. Mitonneau A., Mircea A. Martin G.M. and Pons D. Electron and hole capture cross-sections at deep centers in gallium arsenide. - Rev. Phys. Appl., 1979, v 14, p 853.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Разработка спектрометра глубоких уровней.

1.1. Введение.

1.2. Физические основы метода релаксационной спектроскопии глубоких уровней и способы его реализации.

1.3. Разработка спектрометра глубоких уровней.

1.4. Метод релаксации напряжения в РСГУ по проводимости.

1.4. Результаты и выводы.

Глава 2. Влияние изовалентной примеси сурьмы на образование электрически активных дефектов в п-СаАв, полученном, методом жидкофазной эпи-таксии.

2.1. Введение.

2.2. Методика эксперимента.

2.3. Глубокие уровни в п-СаАвгБЬ, выращенном методом жидкофазной эпитаксии из расплава галлия.

2.4. Глубокие уровни в п-ваАв^Ь, выращенном методом жидкофазной эпитаксии из расплава висмута.

2.5. Обсуяедение результатов.

3.2. Особенности структур на полуизолирующей подложке.71

3.3. Исследование электрически активных примесей и структурных дефектов в многослойных структурах СаАв.76

3.3.1 Исследование активных и контактных слоев структур.76

3.3.2 Исследование буферных слоев и границы раздела пленка-подложка.80

3.4. Влияние глубокого уровня Н1 на шумовые и усилительные характеристики ПТШ СВЧ диапазона.88

3.5. Метод выявления некомпенсированных акцепторов в буферных слоях готовых ПТШ с субмикронным затвором.92

3.6. Результаты и выводы.97

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.98

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.101

ЛИТЕРАТУРА.102

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ:

БС - буферный слой многослойных структур БШ - барьер Шоттки ГУ - глубокие уровни ГФЭ - газофазная эпитаксия ЖФЭ - жидкофазная эпитаксия ИВП - изовалентная примесь МЛЭ - молекулярно-лучевая эпитаксия ОПЗ - область пространственного заряда ПТШ - полевых транзисторов с барьером Шоттки РСГУ - спектроскопии глубоких уровней СВЧ - сверх высокая частота ЭОУ - эффект обратного управления

С - емкость

С3 - емкость затвора транзистора еп - скорость эмиссии электронов ер - скорость эмиссии дырок Ее - энергия дна зоны проводимости Еу+Ет - энергетическое положением уровня в Ес-Ет - энергетическое положением уровня в Еу - энергия потолка валентной зоны АЕ А ~ энергия ионизации глубокого уровня

- проводимость затвора транзистора к - постоянная Больцмана запрещенной зоне (акцепторного) запрещенной зоне (донорного)

N0 - плотность состояний в зоне проводимости.

N0 - концентрация донорных уровней

N1 - концентрация глубоких центров

Ыу - плотность состояний в валентной зоне

Кг - концентрацией глубоких уровней

- концентрация незаполненных глубоких уровней

Ыд - концентрация акцепторных уровней п - концентрация свободных электронов п - концентрация электронов, измеренная С-У методом

-концентрацией мелких уровней р - концентрация свободных дырок в валентной зоне

Я - сопротивление и - напряжения

Тм - температуре хЛ - глубина, измеренная С-У методом й - частота уп - коэффициент захвата электронов глубоким центром ур - коэффициент захвата дырок глубокими центрами ап - сечение захвата электронов на уровни стр - сечение захвата дырок на уровни т - постоянная времени релаксации

ВВЕДЕНИЕ

Полупроводниковые структуры на основе соединений АШВУ находят широкое применение в оптоэлектронике, микроэлектронике, особенно в СВЧ электронике. Тенденциями в развитии этих прикладных областей являются достижение предельных характеристик приборов, снижение энергопотребления, увеличение быстродействия. В связи с этим ужесточаются требования к качеству полупроводникового материала, к содержанию примесей и дефектов с глубокими уровнями (ГУ) в запрещенной зоне. Наличие ГУ может приводить как к полезным, так и к крайне нежелательным эффектам в полупроводниковых приборах, даже если их концентрация на несколько порядков меньше концентрации основной легирующей примеси. Поэтому необходимо иметь представление о природе ГУ, знать их основные параметры для того, чтобы минимизировать отрицательное, и максимально эффективно использовать положительное влияние их на функциональные характеристики приборов.

Рассматривая проблему ГУ с научной точки зрения, следует отметить, что до сих пор не существует единой теории глубоких центров, позволяющей предсказывать истинное энергетическое положение ГУ в запрещенной зоне полупроводника,. Знания о природе глубоких уровней, о свойствах материала, содержащего ГУ, в основном, носят эмпирический характер. Природа большинства ГУ в полупроводниках АШВУ установлена не однозначно. Очевидно, что для получения информации о природе ГУ, закономерностях образования дефектов с ГУ необходимо воздействовать на систему примесных и собственных дефектов в процессе выращивания полупроводника. В качестве такого воздействия нами предложено легирование полупроводников изовалентными примесями (ИВП). Предпочтительность именно такого воздействия обусловлена тем, что сами ИВП не должны приводить к образованию новых локальных уровней в запрещенной зоне. Теоретические работы предсказывают образование резонансных уровней при изовалентном легировании и исключают возможность образования ГУ в запрещенной зоне. Однако, можно предположить, что замена одного из атомов основной решетки на изовалентный атом в каком-либо структурном дефекте или комплексе может повлиять на энергетический спектр ГУ или даже привести к образованию новых уровней.

Для исследований энергетического спектра, свойств и природы ГУ наиболее подходящим является метод релаксационной спектроскопии глубоких уровней (РСГУ). Данный метод обладает высокой чувствительностью и информативностью. Он позволяет определить энергию ионизации, концентрацию, сечения захвата электронов и дырок, а также зависимость сечений захвата от электрического поля для каждого глубокого центра в отдельности.

К моменту начала данной работы в мире отсутствовали серийные спектрометры РСГУ. За рубежом установки РСГУ создавали на основе серийных приборов. В нашей стране серийного оборудования, необходимого для реализации метода, не выпускалось. Кроме того, создаваемые из серийного оборудования установки имели ограниченные функциональные возможности. В связи с этим разработка автоматизированного спектрометра РСГУ, пригодного для решения широкого круга, как фундаментальных, так и практических проблем являлась актуальной задачей, которая также решалась в данной работе.

Цель работы заключалась в исследовании влияния легирования ОаАэ изовалентной примесью ЭЪ на энергетический спектр глубоких уровней; выяснении влияния электрически активных дефектов с ГУ на характеристики малошумящих полевых транзисторов с барьером Шоттки (ПТШ) СВЧ диапазона.

Достижение поставленной цели включало следующие этапы: ■ Создание высокочувствительной установки РСГУ, реализующей метод релаксации напряжения в широком диапазоне скоростей эмиссии (еп>р = 5 105 -г-101 с"1).

Исследование влияния легирования изовалентной примесью Sb на энергетический спектр ГУ в GaAs, выращенном методом жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) из расплава Ga (рост с отклонением от стехиометрического соотношения элементов в сторону обогащения элементом III группы).

Исследование влияния изовалентного легирования сурьмой на энергетический спектр ГУ в GaAs, выращенном методом ЖФЭ из расплава Bi (рост с отклонением от стехиометрического соотношения элементов в сторону обогащения элементом V группы).

Анализ возможных физических причин и механизмов воздействия изовалентной примеси Sb на систему электрически активных дефектов в слоях GaAs.

Исследование влияния электрически активных дефектов с ГУ на шумовые и усилительные характеристики малошумящих полевых транзисторов СВЧ диапазона.

Объекты и методы исследования. Исследовались эпитаксиальные слои GaAs, выращенные на п+ - подложках методом ЖФЭ из расплава Ga и расплава Bi, а также структуры для полевых транзисторов с барьером Шоттки на полуизолирующих подложках GaAs, полученных методами газофазной и молекулярно-лучевой эпитаксии. В качестве изовалентной примеси была выбрана сурьма. Свойства слоев исследовались с помощью широкого набора экспериментальных методов, обеспечивающих максимально полную и достоверную информацию: релаксационной спектроскопии глубоких уровней, методы вольтфарадных характеристик, измерения вольт-амперных характеристик и температурной зависимости проводимости и др.

Научная новизна работы состоит в следующем: Впервые выполнены систематические исследования электрически активных дефектов с ГУ в слоях ОаАэ, полученных методом ЖФЭ и легированных изовалентной примесью (БЬ). При этом обнаружены и идентифицированы новые глубокие уровни (А7 и ЕЬБЬ) вводимые сурьмой.

Обнаружено, что температурные зависимости сечений захвата носителей заряда на ГУ, вводимые БЬ (А7 и ЕГ^Ь), и на уровни, связанные с собственными дефектами (А и ЕЬ2, соответственно), совпадают.

Показано, что спектр ГУ в ваАв зависит от соотношения в растворе-расплаве суммарных концентраций элементов III (ва) и У(Аз, ЕН) групп. При отклонении соотношения элементов в растворе-расплаве от стехиометрического в сторону обогащения элементом V группы, легирование БЬ приводит к образованию дефекта с электронной ловушкой (ЕЬБЬ); при отклонении в сторону обогащения элементом III группы - к образованию дефекта с дырочной ловушкой (А7).

Предложены методы контроля качества внутренних нелегированных (буферных) слоев многослойных структур в исходных структурах и готовых ПТШ.

Установлены количественные соотношения между концентрацией нескомпенсированных акцепторов (Еу+0,2 эВ) в буферных слоях структур для ПТШ и ухудшением СВЧ-характеристик малошумящих ПТШ (увеличению коэффициента шума и снижению коэффициента усиления).

На защиту выносятся;

1. Изовалентное легирование (Sb) эпитаксиальных пленок GaAs, выращенных методом жидкофазной эпитаксии, вызывает изменение состава и концентрации электрически активных дефектов с ГУ: в пленки, выращенные из расплава Ga, вводится новый для GaAs глубокий центр А7 (Ev + 0,52эВ); в пленках, выращенных из расплава Bi, вводится центр ELSb (Ее - 0,54эВ); в пленках, выращенных из расплава Bi, уменьшается концентрация центра EL5 л

Ее - 0,41 эВ) более, чем в 10 раз при уровне легирования Sb ~ 1%.

2. Изменения в спектре ГУ GaAs:Sb зависят от стехиометрии раствора-расплава: дырочная ловушка А7 формируется только в пленках, выращенных в условиях обогащения элементом III группы (Ga), в которых всегда присутствует дырочная ловушка А; электронная ловушка ELSb вводится только в пленки, выращенные в условиях обогащения элементом V группы (As, Bi), в которых всегда присутствует электронная ловушка EL2.

3. Температурные зависимости сечений захвата носителей заряда на ГУ, вводимые легированием сурьмой (А7 и ELSb), и на уровни, связанные с собственными дефектами (А и EL2, соответственно), практически совпадают.

4. Особенности формирования и свойства ГУ в пленках GaAs:Sb свидетельствуют о том, что: структуры центров А' и ELSb отличаются от структур центров А и EL2, соответственно, только заменой атома мышьяка на изовалентный атом сурьмы; замещение атомов мышьяка в подрешетке As атомами сурьмы не образует ГУ в GaAs.

5. Повышенный коэффициент шума и низкий коэффициент усиления малошумящих ПТШ в диапазоне частот 4^-36 ГГц обусловлен р-типом проводимости буферных слоев многослойных структур, которая контролируется глубоким уровнем (Еу+0,2 эВ) с концентрацией Кд = Ю15 см"3.-ь1016 см"3.

Практическая значимость работы.

Разработана универсальная установка для релаксационной спектроскопии глубоких уровней в полупроводниках, в которой впервые реализован метод релаксации напряжения в широком диапазоне постоянных времени перезарядки ГУ (т = 2-10"5 101с) с высокой чувствительностью по концентрации < 5 10"6.

Спектрометр экспонировался на выставках "Сибприбор-80", "Наука и техника народному хозяйству" и успешно используется в следующих организациях: ИФП РАН (г. Новосибирск), НИПП (г. Томск), НИИ "Автоматика" (г. Москва).

Предложен метод контроля качества внутренних нелегированных слоев многослойных структур по особенностям С-У зависимостей в области отсечки, а в полевых транзисторах по зависимостям высокочастотных емкости и проводимости затвора ПТШ от напряжения смещения на затворе. С помощью данного метода установлена корреляция между качеством буферных слоев структур и высокочастотными параметрами изготовленных из них приборов (коэффициентом шума и коэффициентом усиления в диапазоне частот 4 -36 ГГц). В НИИ "Сатурн" (г. Киев) на основе разработанных методов организован 100% входной контроль буферных слоев структур для изготовления ПТШ СВЧ диапазона.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

1. Самойлов В.А., Принц В.Я. Емкостный спектрометр глубоких уровней. - ПТЭ, 1985, вып. 5, с. 178.

2. Принц В.Я.,. Хайри Е.Х, Самойлов В.А., Болховитянов Ю.Б. Глубокий уровень вводимый в GaAs легированием изовалентной примесью Sb. - ФТП, 1986, т. 20, в. 8, с. 1392 -1395.

3. Принц В .Я., Самойлов В.А. О контроле емкостными методами эпитаксиальных структур GaAs, предназначенных для изготовления ИС и ПТШ. - Микроэлектроника 1989, т. 18, Вып. 5, с. 416- 420.

4. Принц В.Я., Речкунов С.Н., Самойлов В.А. Исследование свойств буферных слоев в многослойных структурах арсенида галлия для ИС и ПТШ. - В кн.: Физические основы твердотельной электроники. I - Всесоюзная конференция, г. Ленинград, 1989, с. 147.

5. Самойлов В.А., Речкунов С.Н., .Принц В.Я Особенности перекрытия канала ПТШ связанные с границей раздела активный слой - буферный слой. - В кн.: Физические основы твердотельной электроники. I - Всесоюзная конференция, г. Ленинград, 1989, с. 287.

6. Принц В.Я., Самойлов В.А., Речкунов С.Н., Иващук A.B., Иваницкий О.П. Влияние свойств исходного материала на характеристики полевых транзисторов Шоттки с субмикронным затвором. - Труды Всесоюзного совещания по проблемам СВЧ -электроники, Львов, 1990.

7. Самойлов В.А., Якушева H.A., Принц В.Я. Влияние изовалентной примеси Sb на образование электрически активных дефектов в GaAs. -В кн. Тез. докл. XII Всес. конф. по физике полупроводников, Киев, 1990, ч. 1, с. 275-276.

8. Самойлов В.А., Якушева H.A., Принц В.Я. Влияние изовалентной примеси Sb на образование электрически активных дефектов в GaAs. - Полупроводники, Сборник научных трудов ИФП, Отв. ред. чл.- корр. РАН И.Г. Неизвестный, Новосибирск -"Наука", 1993, с. 196-197.

9. Речкунов С.Н., Самойлов В.А, Принц В.Я. Исследование глубоких уровней в буферных слоях эпитаксиальных структур арсенида галлия, предназначенных для изготовления полевых транзисторов с барьером Шоттки и интегральных схем. - Полупроводники, Сборник научных трудов ИФП, Отв. ред. чл.- корр. РАН И.Г. Неизвестный, Новосибирск -"Наука", 1993, с.28-30.

10. Самойлов В.А., Принц В.Я., Якушева H.A. Влияние изовалентной примеси Sb на образование электрически активных дефектов в GaAs. - ФТП, 1994, т.28, в.9, с. 1617-1623.

11. Prinz V.Ya., Buldygin A.F., Rechkunov S.N., Samoylov V.A., New methods for microwave nondestructive characterization of the multilayer structures grown on SI substrates. - Semi-insulating III-V materials. Edited by M. Godlewski, Wold Scientific, 1994, p. 159-163.

12. Босый В.И., Иващук A.B., Принц В.Я., Самойлов В.А., Влияние параметров буферного слоя на шумовые характеристики ПТШ на основе GaAs. - Расшир. тезис в кн.: Микро-электроника-94 - Российская конференция, Звенигород, 1994, с.325-326.

13. Принц В.Я., БулдыгинА.Ф, Речкунов С.Н., Самойлов В.А Неразрушающий контроль эффекта обратного управления в полупроводниковых структурах А3В5 Расшир. тезис в кн.: Микро-электроника-94 -Российская конференция, Звенигород, 1994, ч.1, с.195-196

14. Осадчий В.М, Принц В.Я., Самойлов В.А. Измерение и моделирование C-V профиля -способ для диагностики и оптимизации НЕМТ структур Расшир. тезис в кн.: Микро-электроника-94 - Российская конференция, Звенигород, 1994, ч.2, с.403-404.

15. Речкунов С.Н., Самойлов В.А., Принц В.Я., Исследование глубоких уровней в буферных слоях эпитаксиальных структур арсенида галлия, предназначенных для изготовления полевых транзисторов с барьером Шоттки и интегральных схем. - Микроэлектроника, 1995, т.24, с.З89-392.

16. Принц В.Я., Булдыгин А. Ф., Речкунов С.Н Самойлов В.А. Новые методы неразрушающего СВЧ контроля многослойных структур на полуизолирующей подложке.

104

- Полупроводники, Сборник научных трудов ИФП, Отв. ред. чл.- корр. РАН Неизвестный И.Г., Новосибирск: "Наука", 1995, с.29-33.

17. Prinz V.Ya., Rechkunov S.N. and Samoylov V.A. «Correlation between high-speed device performance and defects in multilayer structures recognized by nondestructive microwave methods. - Abstracts DRIP VII 7th Internatinal Conference, Berlin, 1997, PI0.1.

18. Prinz V.Ya., Rechkunov S.N. and Samoylov V.A. Correlation between high-speed device performance and defects in multilayer structures recognized by nondestructive microwave methods.- Inst. Phys. Conf., Ser. No 160,1997, p. 487-490.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работа выполнена в лаборатории физических и материаловедческих основ микро- и нано-электроники Института физики полупроводников СО РАН под руководством к.ф.-м.н. В.Я. Принца. Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю к.ф.-м.н. В.Я. Принцу, как вдохновителю и руководителю работы, приложившему много усилий для ее завершения, а также всем сотрудникам лаборатории, оказывавшим поддержку в работе.

Настоящая работа была выполнена благодаря помощи многих людей, как сотрудников ИФП СО РАН, так и других организаций:

- эпитаксиальные из расплава Ga были выращены д.ф.-м.н. Ю.Б. Болховитяновым, и н.с. Е.Х Хайри;

- эпитаксиальные из расплава Bi были выращены к.ф.-м.н. H.A. Якушевой, которая в значительной мере была вдохновителем работ;

- данные об измерениях шумовых и усилительных характеристиках в СВЧ диапазоне предоставили A.B. Иващук, и О.П. Иваницкий (г. Киев).

Личный вклад соискателя диссертационной работы состоит в создании оригинального прибора для релаксационной спектроскопии глубоких уровней в полупроводниковых структурах, в подготовке и проведению экспериментов по исследованию глубоких уровней в GaAs:Sb, подготовке и проведению экспериментов по исследованию глубоких уровней в многослойных структурах, разработке метода для выявления ГУ в буферных слоях по зависимостям высокочастотных емкости и проводимости затвора от напряжения смещения в готовых ПТШ.

Анализ, интерпретация полученных экспериментальных данных, разработка других методов и написание статей были выполнены совместно с научным руководителем и другими сотрудниками лаборатории.

1. Lang D. V. Deep-level transient spectroscopy: A new method to characterize traps in semiconductors. - J. Appl. Phys., 1974, v.45, № 7, p. 3023.

2. Lang D. V. Fast capacitance transient apparatus: Application to ZnO and О centers in GaP p-n junctions. J. Appl. Phys., 1974, v.45, № 7, p. 3014.

3. Miller G.L., Lang D.V., Kimerling L.C. Capacitance transient spectroscopy. Ann. Rev. Mater. Sci., 1977, p. 377.

4. Кравченко А. Ф., Принц В. Я. Исследование глубоких центров в арсениде галлия методом емкостной спектроскопии. Изв. вузов. Физика, 1980, № 1, с. 52.

5. Shockley W., Read W.T. Statistics of the recombinations of Holes and Electrons. Jr. Phys. Rev., 1952, v.87, p. 835.

6. Misrashi S. Peaker A.R. Hamilton B. A high sensitivity bridge for measurement of deep states in semiconductors. J. Phys. E: Sci. Inst, v.13,1980, p.1055-1060.

7. Breitenstein O. A Capasitence Meter of High Absolute Sensitivity Suitable for Scaning DLTS Aplication. Phys. Stat. Sol.(a), 1982, v.71, p.159.

8. Miller G.L., Ramizer J.V. and Robinson D. A. H. Correlation method for semiconductor transient signal measurement. J. Appl. Phys., 1975, v.46, № 6, p. 2638.

9. Kimerling C.K. New developments in defect studies in semiconductors. IEEE Trans, on Nucl. Sci., 1976, v. NS-23, p. 1497-1505.

10. Lefevre H. and Schulz M. Double correlation technique (DDLTS) for analysis of deep level profiles in semiconductors. Appl. Phys., 1977, v.12, p. 45-53.

11. Wang C.D. and Lin H.C. Deep-level transient spectroscopy system using a spectrum analyzer. -J. Appl. Phys., 1981, v.52, p. 546-5492638.

12. Zilbershtejn A., Bert G. and Nuzillat G. Hole traps and their effects in GaAs mesfets. Inst. Phys. Conf. Ser. No. 45: Chapter 4, 1979, p.315.

13. Hawkins I.D. and Peaker A.R. capacitance and conductanse deep-level transient spectroscopyin field effect transistors. Appl. Phys. Lett., 1986, v. 48, № 3, p. 227-229.

14. Maracas G.N., Lading W.D. and Wittman H.R. Electrical characterization of the GaAs/AlxGai-xAs interface by conductance DLTS. J. Vac. Sci. and Technol., 1984, v. B2, No.3, p. 599-603.

15. Farmer J.W., Lamp C.D. and Meese J.M. Charge transient spectroscopy. Appl. Phys. Lett., 1982, v. 41, p. 1063-1065.

16. Берман JI.C. Емкостные методы исследования полупроводников Л., "Наука", 1972.

17. Берман Л.С., А.А. Лебедев Емкостная спектроскопия глубоких центров в полупроводниках. -Л., "Наука", 1981.

18. Goto G., Yanagisowa S., WadaO., Takanaski H. An improved method of determining deep impurity levels and profiles in semiconductor Jap. J. Appl. Phys., 1974, v. 13, № 7, p. 1127.

19. Pals J.A. Properties of Au, Pt, Pd and Rh levels in Silicon measured with a constant capacitance technique. Solid-State Electronics, 1984, v. 17, p. 1139.

20. Принц В. Я., Орлов О. М. Способ контроля глубоких в полупроводниках и устройство для его реализации. А. с. № 843642,-Опубл. в Б. И., 1982, № 12, с. 293.

21. DeJule R. Y., Haase M. A., Ruby D.S., Stillman G. E. Constant capacitance DLTS circuit for measuring high purity semiconductors. Solid-State Electronics, 1985, v.28, No 6, p. 639.

22. Принц В. Я., Булатецкий К. Г. Спектроскопия глубоких примесных уровней компенсационным методом ПТЭ, 1979, № 4, с. 255.

23. Самойлов В.А., Принц В.Я. Емкостный спектрометр глубоких уровней. ПТЭ, 1985, вып. 5, с. 178.

24. Принц В. Я. Метод релаксационной спектроскопии глубоких уровней, использующийинжекцию дырок в контакте металл-полупроводник. В кн. Тез. докл, II Всес. совещание по глубоким уровням в полупроводниках, Ташкент, 1980, ч. I, с. 103-104.

25. Auret F.D. and Nel М. Detection of minority-carrier defects by deep-level transient spectroscopy using Schottky barrier diodes. J. Appl. Phys., 1987, v. 61 (7), p. 2546.

26. Линев В. H., Мочальскич В. Б. Синхронный детектор для сверхпроводящего магнетометра. ПТЭ, 1972, № 2, с. 167.

27. Plamen V. Kolev and М. J. Deen Constant resistance deep-level transient spectroscopy in submicron metall-oxide-semiconductor field-effect transistors J. Appl. Phys., 1998, v. 83, № 2, p. 820.

28. Соловьева E.B., Рытова H.C., Мильвидский М.Г., Ганина Н.В. Электрические свойства арсенида галлия, легированного изовалентными примесями. (GaAs:Sb, GaAa: In). ФТП, 1981, т. 15, в. 11, с. 2141-2146.

29. Соловьева Б.В., Мильвидскнй М.Г. Особенности дефектообразования в полупроводниках при изовалентном легировании. ФТП, 1983, т. 17, в. 11 с. 2022-2024.

30. Пихтин А.Н. Оптические переходы в полупроводниковых твердых растворах. -ФТП, 1977, т. 11, в. 3,с. 425-455.

31. Баженов В.К., Фистуль В.И. Изоэлектронные примеси в полупроводниках. Состояние проблемы. ФТП, 1984, т. 18, в.8, с. 1345-1362.

32. Бирюлин Ю.Ф., Ганина Н.В., Чалдышев В.В. Фотолюминисценция твердых растворов GaAsi.xSbx (0<х<0,01). ФТП, 1981, т. 15, в. 9, с. 1849-1852.

33. Бирюлин Ю.Ф., Ганина Н.В., Мильвидскнй М.Г., Чалдышев В.В., Шмарцев Ю.В. Фотолюминисценция твердых растворов GaAsixSbx и Gai.xInxAs (х<0,01).- ФТП, 1983, т. 17, в. 1, с. 108-114.

34. Баженов В.К., Петухов А.Г., Соловьева Е.В. Резонансный уровень сурьмы в арсениде галлия. ФТП, 1981, т. 15, в. 4, с. 768-771.•2 с

35. Уфимцев В.Б., Фистуль В.И. Изовалентное легирование соединений А В Электроннаятехника., сер. Материалы, 1984, в. 9 (194), с. 42-49.

36. Kalukhov V.A. and Chikichev S.I. The Influence of Isoelectronic Impurities on Intrinsic Deep Levels in Liquid Phase Epitaxial Gallium Arsenide. Phys. St. Sol. (a.), 1985, v. 88, p. K59,

37. Yakusheva N.A., Prinz V.Ya., Bolkhovityanov Yu.B. Discovery of Electron Traps in LPE GaAs Grown from a Bismuth Melt. Phys. St. Sol. (a.), 1986, v. 95, p. K43-K46.

38. Zhan-Guo Wang, Ledebo L.A. and Grimmeiss H. G. Electronic properties of native deep-level defects in liquid-phase epitaxial GaAs. J. Phys. C: Solid State Phys., 1984, v. 17, p. 259-272.

39. Mitonneau A., Martin G. M., Mircea A. Hole traps in bulk and epitaxial GaAs crystals. -Electron. Lett., 1977, v. 13, N 22, p. 666-667.

40. K. Mallik and S. Dhar Dominant traps in liquid phase epitaxial GaAs studied by controlled doping with indium and antimony. Phys. St. Sol. (b), 1994, v. 184, p. 393-398.

41. Lang D.V. and Logan R.A. A study of deep levels in GaAs by capacitance spectroscopy. -Journal of Electronic Materials, 1975, v.4, No. 5, p. 1053-1066.

42. Ikoma Т., Takikawa M. and Okumura T. Invited: Deep Levels in GaAs and GaP. Japan J. Appl. Phys., 1976, v. 16, p. 223-232.

43. Martin G.M., Mitonneau A., Mircea A. Electron traps in bulk and epitaxial GaAs crystals. -Electron. Lett,, 1977, v. 13, p. 191-192.

44. Caldas M.G., Dabrovski J., Fassio A., and Scheffler M. Anion-Antisite-like Defects in III-V

45. Compounds Phys. Rev. Lett., 1990, v. 65, p. 2046-2049.

46. Zang S.B. and Chadi D.J. Cation Antisite Defects and Antisite-Inter Stitial Complex in Gallium Arsenide Phys. Rev. Lett., 1990, v. 64, p. 1789-1792.

47. Ladowski J., Gatos Н.С., Parsey J.M., Wada К., Kaminska M. and Walukievicz W. Origin of the 0.82-eV electron trap in GaAs and annihilation by shallow donors. Appl. Phys. Lett, 1982, v. 40, No. 4, p. 342 -344.

48. Wang W.L., Li S.S. and Lee D.H. On the physical origins of the EL2 center in GaAs J. Electrochem. Soc., 1986, v. 133, No.l, p.196-199.

49. Болховитянов Ю.Б., Принц В.Я., Хайри E.X. Энергетический спектр глубоких уровней в GaAs легированном Sb. В кн.: Тез. докл, II Всес. совещание по глубоким уровням в полупроводниках, Ташкент, 1980, ч. I, с. 73.-74.

50. Nahory R.E., Pollack М.А., De Winter J.C., Williams K.M. Grows and properties of liquid-phase epitaxial GaAsi.xSbx.- J. Appl. Phys., 1977, v. 48, p. 1607-1614.

51. Усик В.И. А. с. СССР № 924634, Б.И., вып. 6 (1982).

52. Lang D. V. Deep-level transient spectroscopy: A new method to characterize traps in semiconductors. J. Appl. Phys., 1974, v.45, № 7, p. 3023.

53. Зи C.M. Физика полупроводниковых приборов. 2-е изд. и доп. - Москва: Мир, 1984. -с. 280.

54. Принц В. Я. Метод релаксационной спектроскопии глубоких уровней, использующий инжекцию дырок в контакте металл-полупроводник. В кн Тез. докл, II Всес. совещание по глубоким уровням в полупроводниках, Ташкент, 1980, ч. I, с. 103-104.

55. Принц В.Я.,. Хайри Е.Х, Самойлов В.А., Болховитянов Ю.Б. Глубокий уровень вводимый в GaAs легированием изовалентной примесью Sb. ФТП, 1986, т. 20, в. 8, с. 1392-1395.

56. Bolkhovityanov Yu.B. Bolkhovityanova R.I., Hairy E.H., Chikichev S.I., Yudaev V.l. A multipurpose graphite boat for LPE growth of multilayer heterostructures. Cryst. Res. Techn., 1982, v. 17, N 12, p. 1491-1499.

57. Henry C.N. and Lang D.V. Nonradiative capture and recombination by multiphonon emission in GaAs and GaP. - Phys. Rev. B, 1977, v.15, No. 2, p.989-1016.

58. Mitonneau A., Mircea A. Martin G.M. and Pons D. Electron and hole capture cross-sections at deep centers in gallium arsenide. Rev. Phys. Appl., 1979, v 14, p 853-861.

59. Fang Zhao-Qiang,. Schlesinger T.E,. Milnes A.G, Evidence for EL6 (Ec-0,35eV) acting as a dominant recombination center in n-type horizontal Bridgman GaAs. -J. Appl. Phys., 1987, v. 61, p. 5047-5051.

60. Mitchel W.C., Yu P.W.J. An antimony-related electronic level in isovalently doped bulk GaAs.- Appl. Phys., 1987, v. 82, p. 4781-4784.

61. Baemnler M., Fuchs F., Kaufmann U. Optical properties of the Sboa heteroantisite defect in GaAS:SB- Phys. Rev. B, 1989, v. 40, p. 8072.

62. Omling P., Hofmann D.M., Kunzer M., Baeumler M. and Kaufmann U.- Magnetic circular dichroizm and optical detection of electron paramagnetic resonance of SbGa heteroantisite defect in GaAs:Sb. Phys. Rev. B, 1992, v. 45, p. 3349-3352.

63. Omling P., Yang B.H., Samuelson L., Yakimova, R. Fornell J.O., Ledebo L. Electronic properties of the SbGa heteroantisite defect GaAs:Sb. Phys. Rev. B, 1991, v. 44, p. 13398-13402.

64. Ридли Б.К. Квантовые процессы в полупроводниках Москва, Мир, 1986, с. 82

65. Пожела Ю. Юцене В. Физика сверхбыстродействующих транзисторов. Отв. ред. д.-р физ.- мат. Наук Матуленис А., Вильнюс: "Мокслас", 1985, с.7-9.

66. М. Шур Современные приборы на основе арсенида галлия. Перевод с английского под ред. д.-ра физ.- мат. наук Левинштейна М.Е. и д.-ра техн. Наук Челнокова В.Е., М: "Мир", 1991, с. 291.

67. Wojtowcz М., Lai R., Streit D.S., Block T.R., Tan K.L., Liu P.N., Freudenthal A.K. and Dia R.M. 0.10 Dm graded InGaAs cannel HEMT with 305 GHz fT and 340 GHz fmax. IEEE Electron. Dev. Letters., 1994. V. v.-15. № 11. p. 477 - 479.

68. Костылев C.A., Прохоров Е.Ф., Уколов A.T. Влияние полуизолирующей подложки на параметры арсенидгаллиевых полевых транзисторов с барьером Шоттки (обзор) Обзоры по электронной технике. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1986. Вып. 7, с. 2 40.

69. Kocot С., Stolte С. Backgating in GaAs MESFET's. IEEE Trans.Electron.Devices, 1982, v.ED-29, N7, p. 1059.

70. Кокс X.M.-ДиЛоренцо Дж.В. Полуизолирующие соединения АВ. Под ред. Риса Дж.У., перевод с англ. под ред. Мильвидского М.Г. М.: Металлургия, 1984. С. 43 - 55.

71. Боннэ М., Дуаемин Дж.П., Хубер A.M., Морилот Г. Полуизолирующие соединения АВ. Под ред. Риса Дж.У., перевод с англ. под ред. Мильвидского М.Г. М.: Металлургия, 1984. С. 63 - 72.

72. П.Ф.Линдквист, У.М.Форд В кн. Полевые транзисторы на основе арсенида галлия. Под редакцией Ди Лоренцо Д.В., Канделуола Д.Д., пер. с англ. под ред. Петрова Г.В., М.: Радио и связь, 1988, с.ЗЗ.

73. Goronkin Н., Birrittella M.S., Seelbach W.C., Waitkus R.L. Backgating and light sensitivityin ionimplated GaAs integrated circuits. IEEE Trans. Electron. Devices, 1982, v.ED-29, N5, p.845.

74. Хвелидзе Л.В., Хучуа Н.П. Эффект управления по подложке в активных элементах ИС на основе арсенида галлия. Зарубежная электронная техника, 1987, № 9, с.69-94.

75. Shockley W., Prim R.C. Space-charge limited emission in semiconductors. Phys. Rev., 1953, v. 90, p. 753.

76. Eastman L.F., Shur M.S. Substrate current in GaAs MESFET's. IEEE Trans. Electron. Devices, 1979, v.ED-26, N9, p. 1359-1361.

77. Зи C.M. Физика полупроводниковых приборов. T1 2-е перераб. и доп. изд. под ред. Суриса Р.А. - Москва: Мир, 1984, с. 327.

78. Butlin R.S., Parker D., Crossley I., Turner J.- Gallium Arsenide and Related Compounds -Inst. Phys. Conf., 1977, Series No.33a, p.237.

79. Орлов O.M., Принц В.Я., Скок. Э.М. Прибор для автоматического измерения профиля концентрации мелких уровней. ПТЭ, 1979, № 4, с. 256.

80. Усик В.И. А. с. СССР № 924634, Б.И., 1982, № 6.

81. Mori Y., and Watanabe N. A new etching solution system, H3PO4-H2O2-H2O, for GaAs and its kinetics. -J. Electrochem. Soc., 1978, V125, N9, p.1510-1514.

82. Принц В .Я., Самойлов В.А. О контроле емкостными методами эпитаксиальных структур GaAs, предназначенных для изготовления ИС и ПТШ. Микроэлектроника, 1989, т. 18., Вып. 5., с. 416- 420.

83. Higgings J. A., Kuvas R. L., Eisen F. H. Determination of carrier distribution in epitaxial semiconducting films on insulating substrate by C-V and G-V analysis IEEE Trans. Electron. Dev., 1978., v. ED-25., № 6, p. 587-596.

84. Lehovec K., Zuleeg R. Mobility, dopant and carrier distribution at the interface between semiconducting and semi- insulating gallium arsenide. Inst. Phys. Conf. Series No.24, 1975, p.292-306.

85. Blood P., Orion J. W. The electrical characterisation of semiconductors- Rep. Prog. Phys., 1978., v. 41., p. 157-257.

86. Самойлов B.A., Речкунов C.H., .Принц В.Я. Исследование свойств буферных слоев в многослойных структурах арсенида галлия для ИС и ПТШ. В кн.: Физические основы твердотельной электроники. I - Всесоюзная конференция, г. Ленинград, 1989, с. 147.

87. Босый В.И., Иващук А.В., Принц В.Я., Самойлов В.А., Влияние параметров буферного слоя на шумовые характеристики ПТШ на основе GaAs. Расшир. тезис в кн.: Микро-электроника-94 Российская конференция г. Звенигород 1994 с.325-326.

88. Смит Р. Полупроводники. Перевод с англ. под ред. Жузе В.П. - М.: Иностранная литература, 1962, с.323.

89. Принц В.Я., Самойлов В.А., Речкунов С.Н., Иващук А.В., Иваницкий О.П. Влияние свойств исходного материала на характеристики полевых транзисторов Шоттки с субмикронным затвором. Труды Всесоюзного совещания по проблемам СВЧ - электроники, Львов. 1990.

90. V.Ya.Prinz, S.N.Rechkunov and V.A.Samoylov Correlation between high-speed device performance and defects in multilayer structures recognized by nondestructive microwave methods.- 1st. Phys. Conf., January, 1998, p. 487-490.

91. Ван дер Зил А. Шумы затвора полевых транзисторов на относительно высоких частотах. -ТИИЭР, 1963, 51, с. 490- 496.

92. Chen Т.Н., Shur M.S. Capacitance model of GaAs MESFETs. -. IEEE Trans. Electron. Dev., 1985, v. ED-32,№ 5, 883-891.

93. Fukui H. Determination of the basic devise parameters of GaAs MESFET. Bell Syst. Tech. J., 1979, v. 58, 771-797.

94. Fukui H. Optimum noise figure of microwave GaAs MESFETs. -.- IEEE Trans. Electron. Dev., 1979, v. ED-26, 1032-1037.

95. Данилин B.H., Кушниренко А. И. Петров Г.В. Аналоговые полупроводниковые интегральные схемы СВЧ. М.: Радио исвязь, 1985, с. 47-53.

96. Самойлов В.А., Речкунов С.Н., Принц В.Я. Особенности перекрытия канала ПТШ связанные с границей раздела активный слой буферный слой. - В кн.: Физические основы твердотельной электроники. I - Всесоюзная конференция, г. Ленинград, 1989, с. 287-288.