分子束磊晶成長之砷化鎵金半場效電晶體低溫緩衝層及頻率相關電流超射效應之研究

Abstract

在本論文中有兩項主題；一是採用低溫緩衝層之金半場效電晶體消除背閘極效應，另 一是對於與頻率相關電流超射效應的模擬。關於前者，我們制造了三種電晶體；一種 是直接制於半絕緣基板上，中間沒有加緩衝層。第二種是加上了正常溫度(580℃) 下 成長的緩衝層, 第三種則是加上了低溫(200℃) 下成長的緩衝層。我們採用分子束磊 晶成長的磊晶層來製造電晶體。除了光罩的製造之外，所有的製程均在交通大學的半 導體中心完成。本論文中，我們敘述了整個製造流程，並比較這三種電晶體的特性。 同時，我們還測量了它們的背閘極效應。我們發現具低溫緩衝層的電晶體之背閘極效 應已完全消除。關于模擬部份，我們採用SRH 陷阱模型及漂移－擴散模式來研究幾個 因素，包括汲極電壓變化、頻率變化、閘極電壓變化和基板性質變化對與頻率相關電 流超射效應的影響。模擬的結果顯示，超射量和汲極電壓成正比、隨頻率增加而下降 、隨閘極電壓下降而下降。至於基板性質變化，可分為EL2 濃度及淺受子濃度的變化 。基板的影響較複雜，不但牽涉上述因素，也涉及汲極電壓變化的起始狀態。所計算 出的電流變化，與期刊上發表之實驗數據吻合。我們發現一種深陷阱，EL2 ，對此效 應影響甚大。而此陷阱對電子的捕捉與釋放為主要的程序。