Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка шумового диода на GaN

ФИО
Слепцова Анастасия Алексеевна
Электронная почта
dc5828c4e1canastasiaa.sleptsova@gmail.com
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Полупроводниковой электроники и физики полупроводников
ФИО научного руководителя
Диденко Сергей Иванович, к.ф.-м.н.
Академическая группа
МПЭ-14-1
Наименование тезиса
Разработка шумового диода на GaN
Тезис

СВЧ генераторы «белого шума» широко используются в измерительной технике для контроля чувствительности приемных устройств, в качестве эталонных источников, в качестве задающих генераторов в источниках помех и т.д.

Известно, что для генерации СВЧ сигналов типа «белый шум» используются диоды, работающие в режиме пробоя [1]. Для повышения стойкости к спецвоздействиям целесообразно изготовление таких диодов на широкозонных полупроводниках, таких как GaAs, GaN и SiC. Так в работе [2] была предложена конструкция шумового диода на GaAs.

В данной работе в качестве исходного материала предложено использовать GaN. Для оптимизации конструкции диода была исследована зависимость пробивных напряжений от концентрации носителей в рабочем слое. Для этого изготавливались экспериментальные образцы диодов с барьером Шоттки. Слои GaN выращивались на подложке Al2O3 методом МОС-гидридной эпитаксии. Вначале формировался буферный слой GaN толщиной 2 мкм, на котором последовательно выращивали сильно легированный слой n++-GaN толщиной 1,5 мкм с концентрацией примеси 3∙1018 см-3 и рабочий слой n--GaN. Концентрации примеси в слоях n--GaN (от 1∙1017 до 1∙1018 см-3) были выбраны таким образом, чтобы можно было наблюдать различные типы электрического пробоя диода: туннельный, лавинный и смешанный тип. Толщины рабочих слоев выбирались с условием его неполного обеднения.

В качестве барьера Шоттки использовалась система металлизации Pt/Au. Омические контакты изготавливались на основе металлизации Mo/Al/Mo/Au. Меза-структура формировалась методом реактивного ионного травления в индуктивно-связанной плазме.

В результате были изготовлены экспериментальные образцы диодов с пробивными напряжениями от 10 до 50 В. Результаты измерений пробивных напряжений изготовленных диодов хорошо согласуются с работой [3]. Для оценки шумовых качеств изготовленные диоды были собраны в ГИС генераторов шума, после чего были измерены шумовые характеристики данных ГИС в X-диапазоне частот.

 

Рисунок 1 - Конструкция шумового диода на GaN

 

Список литературы

1 Тагер А.С. Вальд-Перлов В.М. Лавинно-пролетные диоды и их применение в технике СВЧ. – М.: «Советское радио», 1968.

2 Аболдуев И.М и др. GaAs диод с барьером Шоттки для твердотельного генератора шума X-диапазона. Электронная техника. Серия 2. Полупроводниковые приборы. – 2013. – Вып. 1 (230).

3 Trivedi M., Shenai K. Performance evaluation of high-power wide band-gap semiconductor rectifiers // Journal of Applied Physics. – 1999. – V. 85. – N. 9.

Научный руководитель - к.ф.-м.н., доц. Диденко С.И.