Методы / Учебное пособие на практику
.pdf
Таким образом, учет слабой диффузии в обеих моделях не приводит к за-
метному изменению фазовой скорости ВПЗ, но значительно влияет на постоян-
ную нарастания (затухания). На рис. 7.4 представлен график численного рас-
чета частотных зависимостей погонного |
|
|||
коэффициента усиления ВПЗ в пленках |
|
|||
разной толщины, рассчитываемого по |
|
|||
формуле G = 8,68| |. |
Для |
расчета ис- |
|
|
пользовались следующие |
параметры |
|
||
структуры: а = 1, 2, 4 и 8 мкм, материал |
|
|||
GaAs электронного типа проводимости, |
|
|||
0 |
1,2·105 м/c, |
n0 |
2·1020 м-3, |
|
s |
0,2 м2/В·с, D = 0,025 м2/с, κ = -0,3, |
Рис. 7.4. График зависимости |
||
i |
0, s 12,5ε. |
|
|
коэффициента усиления от частоты для |
|
На графике видно, что диффузия |
моделей жесткой границы (штриховая |
||
|
линия) и квазисвободной границы потока |
|||
существенно снижает коэффициент уси- |
(сплошная линия). Толщина пленки: 1 – 1 |
|||
ления и ограничивает частотный диапа- |
мкм; 2 – 2 мкм; 3 – 4 мкм; 4 – 8 мкм |
|||
зон в области высоких частот. Влияние диффузии сильнее проявляется при жесткой границе потока в тонких слоях. Реализация квазисвободной границы увеличивает частотный диапазон. При увеличении толщины граница между мо-
делями стирается, а влияние диффузии снижается.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Кондрашов А. В., Михайлов Н. И., Перепеловский В. В. Транзисторные структуры в электронике и наноэлектронике: учеб.-метод. пособие. СПб.: Издво СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2018.
2.Пасынков В. В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы: учеб. пособие. СПб.: Лань, 2009.
3.Sze S. M., Lee M. K. Semiconductor Devices. Physics and Technology. 3rd ed. New York: Wiley & Sons, Inc., 2012.
4.Moore G. E. Cramming more components onto integrated circuits // Electronics. 1965. Vol. 38. P.114-117.
5.Шур М. А. Современные полупроводниковые приборы на арсениде гал-
лия. М.: Мир, 1990.
6.Барыбин А. А. Волны в тонкопленочных полупроводниковых структурах с горячими электронами. М.: Наука, 1986.
81
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Физические параметры важнейших полупроводников
Обозначение |
Si |
Ge |
GaAs |
InSb |
|
Параметр |
|||||
|
|
|
|
||
Ширина запрещенной зоны EG |
при |
0,66 |
1,43 |
0,18 |
|
300 К, эВ |
1,12 |
||||
|
|
|
|
||
Ширина запрещенной зоны EG при 0 |
0,80 |
1,56 |
0,23 |
||
К, эВ |
1,21 |
||||
|
|
|
|
||
Подвижность электронов μn при 300 |
3900 |
8500 |
78000 |
||
К, см2·В-1 |
1500 |
||||
|
|
|
|
||
Подвижность дырок μp при 300 К, |
1900 |
400 |
5000 |
||
см2·В-1 |
600 |
||||
|
|
|
|
||
Эффективная масса электронов |
1,08 |
0,56 |
0,068 |
0,013 |
|
Эффективная масса дырок |
0,56 |
0,35 |
0,45 |
0,6 |
|
Эффективная плотность состояний в |
1,04·1019 |
4,7·1017 |
3,7·1016 |
||
зоне проводимости, см-3 |
2,8·1019 |
||||
|
|
|
|
||
Эффективная плотность состояний в |
6,11·1018 |
7,0·1018 |
1,16·1019 |
||
валентной зоне, см-3 |
1,02·1019 |
||||
|
|
|
|
||
Диэлектрическая постоянная εs |
11,9 |
16,0 |
10,9 |
17,0 |
|
Электронное сродство χ, эВ |
4,05 |
4,00 |
4,07 |
4,60 |
|
Собственная концентрация носите- |
2,5·1013 |
1,1·107 |
2,0·1016 |
||
лей ni, см-3 |
1,6·1010 |
||||
|
|
|
|
||
Время жизни носителей τ, с |
2,5·10-3 |
1,0·10-3 |
1·10-8 |
1·10-8 |
|
Дебаевская длина Ld, мкм |
24 |
0,68 |
2250 |
- |
|
Показатель преломления n |
3,44 |
4,0 |
3,4 |
3,7 |
|
Температурный коэффициент α |
2,4·10-4 |
3,9·10-4 |
4,3·10-4 |
2,8·10-4 |
|
2. Работа выхода из металлов
Металл |
Mg |
Al |
Ni |
Cu |
Ag |
Au |
Pt |
Работа выхода Аmе, эВ |
3,4 |
4,1 |
4,5 |
4,4 |
4,3 |
4,7 |
5,3 |
3. |
Свойства некоторых диэлектриков |
|
||||
Параметр |
EG, эВ |
εст |
ε∞ |
ρ, г·см-3 |
Eпр, В/см |
|
Обозначение |
||||||
|
|
|
|
|
||
SiO2 |
9,0 |
3,82 |
2,13 |
2,33 |
6,0·106 |
|
Si3N4 |
5,1 |
6,5 |
4,2 |
3,11 |
1,2·107 |
|
Ta2O5 |
4,5 |
27 |
5,0 |
8,53 |
6,0·106 |
|
|
|
82 |
|
|
|
|
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................. |
3 |
|
1. |
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ДИАГРАММА ЭЛЕКТРОНОВ В КРИСТАЛЛЕ |
|
ПРИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОМ РАВНОВЕСИИ ............................................. |
4 |
|
2. |
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ДИАГРАММА ПРИ НАЛИЧИИ В КРИСТАЛЛЕ |
|
МАКРОСКОПИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ................................ |
12 |
|
3. |
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ДИАГРАММЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА |
|
ПЕРЕХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ПОЛУПРОВОДНИКИ ................................. |
18 |
|
4. |
ТРАНЗИСТОРНЫЕ СТРУКТУРЫ В ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ......... |
52 |
5. |
ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ ........................................................................... |
54 |
6. |
БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ ................................................................... |
68 |
7. |
УСИЛИТЕЛЬ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ НА ОСНОВЕ ВОЛН |
|
ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАРЯДА ................................................................... |
75 |
|
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................... |
81 |
|
ПРИЛОЖЕНИЯ..................................................................................................... |
82 |
|
83
Кондрашов Александр Викторович Михайлов Николай Иванович Перепеловский Вадим Всеволодович
Контакты в структурах полупроводниковой микроэлектроники
Учебное пособие
Редактор М. Б. Шишкова
———————————————————————————
Подписано в печать Формат 60 - 84 1/16. Бумага офсетная. Печать цифровая. Печ. л. 5,0.
Гарнитура «Times New Roman». Тираж 53 экз. Заказ .
———————————————————————————
Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5
84