Введение
Глава 1. Влияние радиационного воздействия на полупроводниковые приборы 18
1.1 Виды радиационного излучения 19
1.2 Воздействие радиации на перспективные полевые транзисторы 24
1.2.1. Полевые транзисторы с затвором Шоттки и с подзатворным слоем металл диэлектрик-полупроводник 24
1.2.2 Малошумящие и мощные ПТШ 29
1.2.3 Принцип работы транзисторов с двумерным электронным газом (HEMT). Влияние радиационного воздействия 31
1.2.4 Особенности GaAs HEMT при радиационном воздействии 34
1.2.5 Особенности GaN HEMT при радиационном воздействии 35
1.3 Экспериментальные методы исследования параметров гетеронаноструктур и HEMT..39
1.3.1 ВИМС и электрохимическое профилирование – плюсы и минусы 40
1.3.2 Проблема измерений параметров гетероструктур вольт-фарадным методом 42
1.3.3 Методики анализа дефектов в полупроводниковых структурах 46
1.3.4 Методика определения параметров транзисторов до и после радиационного воздействия 48
1.4 Методы численного моделирования электрофизических и тепловых параметров HEMT
1.4.1 Метод эквивалентных схем 50
1.4.2 Физико-топологические методы. Метод Монте-Карло и локально-полевое приближение. Квазигидродинамический метод
1.4.2.1. Метод Монте-Карло для расчета дефектов в объемных GaAs и GaN 58
1.4.2.2. Метод Монте-Карло для расчета параметров транзисторов 60
1.4.3 Учет тепловых параметров транзисторов 61
Выводы к главе 1 65
Глава 2. Методы экспериментальных исследований параметров полупроводниковых структур и транзисторов 67
2.1 Особенности вольт-фарадного метода и исследуемые объекты 68
2.1.1 Внешний вид тестовых объектов GaAs и GaN структур 71
2.1.2 GaAs полевой транзистор Шоттки. GaAs и GaN HEMT 73
2.1.3 Составы полупроводниковых слоев исследуемых структур и транзисторов
2.2 Экспериментальная установка для проведения вольт-фарадных измерений 80
2.3 Методика измерения профилей распределения и подвижности электронов до и после радиационного воздействия при различных температурах 81
2.4 Оригинальная методика расчета профилей распределения и подвижности электронов в
HEMT 85
2.5 Методика определения погрешности измерений профилей распределения электронов 88
2.6 Методика анализа распределения дефектов по глубине структуры до и после радиационного воздействия 93
2.7 Блок-схема разработанной методики. Численная обработка результатов 98
Выводы к главе 2 104
Глава 3. Результаты измерений 106
3.1. Результаты измерений профилей GaAs и GaN HEMT при комнатной температуре и в
диапазоне температур 107
3.1.1. Результаты измерений профилей электронов с помощью специального комплекта диодов 107
3.1.2. Результаты измерений профилей GaAs ПТШ и GaAs HEMT в диапазоне температур 109
3.2 Результаты измерений профилей электронов GaAs и GaN структур до и после
радиационного воздействия 112
3.2.1. Результаты измерений профилей электронов GaAs структур до и после радиационного воздействия 115
3.2.2. Результаты измерений профилей электронов GaN структур до и после радиационного воздействия 118
3.3 Результаты измерений профилей распределения электронов GaN/AlGaN HEMT до и после радиационного воздействия 119
Выводы к главе 3 125
Глава 4. Методы численных расчетов электрофизических и тепловых параметров HEMT. Результаты расчётов 127
4.1 Геометрическая модель НЕМТ для расчета распределения тепла 129
4.2 Учет квантовых эффектов в квазигидродинамическом приближении 131
4.2.1 Аналитический расчет зависимости времени релаксации импульса и подвижности от флюенса излучения для полупроводниковых материалов 133
4.3 Результаты численных и аналитических расчетов электрофизических параметров HEMT 136
4.3.1 Результаты моделирования электрофизических параметров GaAs HEMT 136
4.3.2 Результаты расчетов электрофизических параметров GaAs HEMT после радиационного воздействия 138
4.3.3 Результаты измерений GaN HEMT после радиационного воздействия 141
4.3.4 Обработка результатов измерений вольт-фарадных измерений GaAs структур после нейтронного воздействия 145
4.4 Модели расчетов тепловых параметров секционных HEMT 147
4.4.1 Численная модель расчета тепловых полей 147
4.4.2. Результаты расчетов тепловых полей HEMT 150
4.5 Тепловые расчеты параметров HEMT 152
4.5.1. Аналитическая модель расчета электрофизических и тепловых параметров HEMT
4.5.2 Результаты расчета влияния разогрева канала на ток ионизации 158
4.6. Оригинальная методика расчетов параметров HEMT 158
Выводы к главе 4 162
Заключение 165
Список используемой литературы
