Gallium arsenide (GaAs) modern yarı iletken teknolojinin temel taşı olarak duruyor, üstün elektron hareketliliği için ödül kazandı ve kristal lattice içindeki boşlukların varlığı ve konsantrasyonu için yüksek frekanslı elektronik, optoelektronik ve fotovoltaik cihazlar için temel bir temeldir. Ancak, GaAsüler olarak elektrik iletkenliği -özellikle de mükemmel bir şekilde hassastır.

Gallium Arsenide Fundamentals

Gallium arsenide, Grup III ve Grup V'deki elementlerden oluşan bir bileşiktir.Demokrat kristal yapısı yüksek elektron hareketliliği sağlar - oda sıcaklığında silikonun -ve yaklaşık 1.42 eV'nin yakın bir bandında çalışan yüksek frekanslı rekombinasyon yüksek derecede yüksek derecede yüksek derecede yüksek derecede yüksek derecede yüksek derecede yüksek derecede yüksek derecede yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan yüksek frekanslılar ve lazer diyotlar ve lazer diyotlar için seçim malzemesi olarak, yüksek çözünürlükte yüksek hızlarda yüksek hıza sahiptir.

Saf, intrinsic form, GaAs'ın nispeten düşük iletkenliği vardır çünkü intrinsic taşıyıcı konsantrasyonu (çoğu cihaz uygulamaları için üretilen ısıtılması) 10)|D|D|3 oda sıcaklığında ısıtılmalıdır.

Yarı iletkenlerdeki Impurities rolü

İmurities iki geniş kategoriye ayrılabilir:0.Öylegesel dopants), elektrik özelliklerini tertemiz olarak eklenmiş ve hatta alt bölümlerin üst milyonluk seviyelerinin yarı-gerçekten ortaya çıkması, ya da işlem ortamlarının aşırı derecede etkili olması için iletkenliği ve yük devretme ve yük devretme ve hareket kabiliyetine sahip olması.

Donor ve Kabul veya Takdir

Donor impurities, kontraksiyon atomunun yerini aldığına göre daha fazla değer elektronu olan elementlerdir.Muhtemeler silikonu içerir (Si), tellurium (Te), tin (Sn), ve sulfur (Sn) ve sulfurt atomları galyum (örneğin, silikonu bir galibi olarak kabul eder ve doğal olarak iletken bir elektron grubu oluşturur.

Cümle ve Derin Seviyeler

Tüm yetersizlikler basit bağışçılar veya kabulcüler olarak hareket etmiyorlar. Bazı formlar:0) Geri dönüşümlü cihaz performansı[Döneticileri)[Görünmüş durumdaki yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan ve yarı iletkenliği azaltıcı bir şekilde azaltılabilir.[Döneticiler için)

[FONT:0]Compensation[[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ: 0,0) Karşılaştırmalı Borçlar ve Kabuller Aynı anda GaAs katmanlarında moleküler-beam epitaxy (MBE) veya metalik kimyasal-vaporasyon (MOCVD) tarafından yetiştirilen rezyumluluklar arasındaki farktır.

Elektrik Davranışı Üzerine Etkisi

Elektrik iletkenliği ve #963; yarı iletkenlik,

[0]σ = q (n μ ) [+ p μ)[Dönekli|sper|)[Düz|Düzg|Düzg|D|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|)))[Düzg|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|

[FONT=[FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=S=SNT=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=SNT=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=FONT=SNT=SNT=S=S=S=S=SNT=S=S=S=S=S=SNT=SNT=S=S=S=S=FONT=FONT=SNT=S=S=S=S=S=S=S=S=S=SNT=FONT=FONT=S=S=SNT=S=S=S=S=S=S=S=S=S=FONT=S=S=FONT

Ionized Impurity Scattering

[Düzücük konsantrasyon yaklaşık 10[Dönetici:0)[Dönemli)[Düzücükler[Döneticiler) ve sönüllüler arasındaki 10 boyutlu geçişler, özellikle de düşük sıcaklık uygulamaları için hareketlilik (parçalı) ile sınırlı olarak yapılır.

Neutral Impurity Scattering

Dopants tamamen iyonize edilmezken – düşük sıcaklıklarda veya derin seviyelerde olabilir – nötr dürtüsel atomlar aynı zamanda AlGaAs gibi ternary bileşikler ve heteroyapılarda genellikle daha küçük olan arayüzlerden kaynaklanır. ağır şekilde GaAs, hem iyonize edilmiş hem de nötr saçılım, alaşım bozukluğundan (örneğin AlGaAs gibi ternary bileşikler) ve arayüzden kabaklamalar.

Cihaz Performansı için Optimal Doping Strategies

Doğru dürtüsel seviyeyi seçmek, belirli bir cihaz uygulamasına bağlı olan bir dengeleme eylemidir. Çok az sayıda dürtü yüksek dirençlilik ve düşük mevcut sürücüye neden olur; çok fazla hareketlilik çöküşe neden olur, parasitic serisi direniş ve artan sızıntılar, istenen iletken profili elde etmek için birkaç teknik kullanır.

Karşılaştırmaya karşı tekil

Geleneksel olarak, frekans transistörleri, tek bir şekilde yapılır.[Dörtüncü)[Dörtüncü)[Dörtüncü) · 10/01/2009; 10-[Dönetici))))))))))))))))))))))))))) -Dörtücükler arası geçişler için (düşükücükler)

Optoelektronik cihazlar için doping

Lazer diyotları ve LED'lerde, aktif bölge genellikle geri alındı veya hafif olarak GaAs kuantum yüksek radiative verimliliğini sürdürmek için iyiler.The çevre cladding katmanları ağırladı (n-tip ve p-tip, e.g., 1×10). cm) -3)

SemiInsulating Substrates

Mikrodalga cihazlar için, yarı iletkenler veya erkansızlığı azaltmak için gereklidir.[Dönetici: 1-2×10[Döntgenlik)[Döneticileri veya kusurların, speratif olarak, siyonel olarak 10 cm'lik bir konsantrasyon ile yapılır.[Dönetici)

Unintentional Impurities ve Onların Consequences

Temiz büyüme koşulları korunduğunda bile, geleneksel olmayan engeller büyüme veya işleme sırasında GaAs kristallerine sinsice olabilirler; en yaygın kirleticiler karbon, oksijen, silikon ve hidrojen içerir. Kaynaklar değişir: karbon, organik öncülerden (örneğin, tritileum) gelir.

GaAs

Karbon genellikle arsenik sitelere, sığ bir kabul veya yaklaşık 26 meV. MOCVD-grown GaAs'da, karbon, yüksek çözünürlükte 10 °C'den aralığına bağlı olarak, özellikle de yüksek çözünürlükte olan karbon artışının yüksek oranda azaltılabilmesini sağlar.

Oksijen ve DeepLevel Tuzağı

Oksijen E) hakkında derin bir bağışçı seviyesi oluşturur[D) .[D[D) ...................D[D[D)[D[D[D][/FONT)[D)[D)[D)))))))))))))))))))))))))))))))) Bu, özellikle de düşük oksijenli tabakaları ve fotodinalleri için zararlıdır, ki, oral-korelleri doğrudan kuantum verimliliğini etkiler.

EL2 Defect

Daha önce de belirtildiği gibi, EL2 kusuru, aktif tabakalarda zararlıdır, çünkü taşıyıcı tuzak ve düşük frekanslı gürültüyü bozar. epit aksi halde yetiştirilen katmanlarda EL2 seviyelerinin genellikle EL2 formunu teşvik eder.

Impurity Seviyelerinin Ölçülmesi ve Karakterizasyonu

Tam konursasyon konsantrasyonu ve iletkenlik üzerindeki etkisi tamamlayıcı karakterizasyon tekniklerinin bir süiti gerektirir.

Hall Etkisi

Van der Pauw Hall yöntemi, ölçüm sayfasının direnç, taşıyıcı konsantrasyonu ve Hall hareketliliğini ölçmek için en yaygın tekniktir.Bir manyetik alanda Hall gerilimi ölçerek, biri net taşıyıcı yoğunluklarını çıkarabilir.Uygun:0) veya ), taşıyıcının serbest bırakma davranışının katkılarını ayırabilir ve [FONT: 6; ).

Ortam Kitlesel Spetrometri (S)

SIMS, silikon, karbon gibi dopants profillendirmesinin nedensel olarak belirlenmesine olanak sağlar ve oksijen epit aksiyel tabaka analizinde rutindir.Celating SIMS profilleri elektrik verileri ile ısıtınma-sürücü profilleme aralığına olanak sağlar.

Capacitance-Voltage (C-V) Profiling

Schottky diyots'ta CV ölçümleri, tüm dopantsin derin seviyelerdeki tazminatı tespit etmek ve kesinleştirme profillerini doğrulamak için özellikle yararlıdır.

Fotolumines ve Deep-Level Transient Spectroskop (DLTS)

Düşük sıcaklık fotosu ışığı (PL) spektral genellikle derin seviyelere sahip olan altın standarttır, tuzak konsantrasyonunu, enerji seviyesini elde edebilir ve kesitleri yakalamak için bu teknikler, ortalama iletkenliği tespit etmek için geçerlidir.

Future Yol ve Araştırma Frontiers

Cihaz boyutları küçültül ve ameliyat frekansları terahertz aralığına itilirken, atomik hassaslık ile ilgili olumsuz seviyeleri kontrol etmek her zaman daha önemli hale gelir. Araştırmacılar GaAs'ın iletkenliğini daha iyi optimize etmek için birkaç tane avenues keşfediyorlar:

  • [FONT:0) ● · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
  • [FONT:0) Hayır, dopant türü: [DÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ: 0) Benzer şekilde, karbon, ısıtmalı bir grafik kullanarak tanıtılabilir.
  • [FONT:0) Dijital doping ve nanoyapılar: Atom-katılımlı doping (e.g., ⁇ doping with sub-monolayer control) and nanotels kullanımı, nanometreler ile sığma yerleştirmeye ve maksimum yük devretme sağlar, mini-karrier yoğunluğu.
  • [FONT=0)In-situ izleme:[Dönetici:[Dönetici:0)Politik elpsometri ve kütle spektroskopi gerçek zamanlı geri bildirimde bulunmak için büyüme odalarına entegre edilir, kapalı-loop işlemi kontrol sağlar.

Bu yenilikler GaAs tabanlı cihazların zarf performansını genişletmeye söz verir, sonraki nesil iletişim sistemlerinin, yüksek verimli fotovoltaiklerin ve kuantum-komput heteroyapıların sağlanmasına izin verir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Kabalalı konsensiyonun elektrik iletkenliği, özellikle bir cihaz için istenen iletkenliği ile yönetilir - yüksek hızlı bir şekilde kirlenme ve kristal mükemmeliyet.Donor ve kabul edilebilirlikler taşıyıcı konsantrasyonu belirler, yük devre dışı bırakıldıklarında, özellikle de zorlanma teknikleri ile gelişmiş büyüme tekniklerini birleştirerek, yüksek çözünürlükte olan yüzeylere tam olarak girebilir.

[FONT:0) Daha fazla okuma için:[Dönetici:2|Dönetici:0)[Dönetici:0)[Dönderlik, · 4 ), · 4|Dönderlik, · 10.