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    Title: 砷化鎵金屬半導體場效電晶體中p型埋藏層之效應;Effects of Buried p-Layer for GaAs MESFET’s
    Authors: 武良文;Lian-Wen Wu
    Contributors: 物理研究所
    Date: 2001-07-09
    Issue Date: 2009-09-22 10:52:10 (UTC+8)
    Publisher: 國立中央大學圖書館
    Abstract: 本論文針對砷化鎵材料利用離子佈植技術來製造MESFET 的結 果作㆒些介紹與探討。製造MESFET 的傳統製程是利用非自我準直 (non-self aligned)技術,將矽離子佈植到㆒半絕緣(semi-insulating)的 砷化鎵基板㆗,而形成n 型導電層。但由於離子通道效應的影響使 得植入離子的分佈變寬,造成製造出來的元件特性較差。為了克服 此缺點可共同佈植㆒p 型埋層(buried p-layer)來抑制其漏電流(leakage current) 、降低起始電壓(threshold voltage) 和提高互導值 (transconductance)。所以我們就利用共同佈植(co-implantation)的製程 將矽離子及鎂(Mg)離子或鈹離子(Be)植入至半絕緣的砷化鎵基板 ㆗,再以快速高溫熱退火(rapid-thermal annealing)處理,來修復被破 壞的晶格及活化植入的載子。為了瞭解矽離子佈植到半絕緣的砷化 鎵基板,和在共同佈植p 型埋藏層,經不同活化溫度的快速高溫熱 退火處理後載子活化情況。可由霍爾量測(Hall measurement)來測量 樣品活化的載子濃度,藉以得到最佳的活化條件。 由傳輸線模型(Transmission Line Model ,TLM)量測得知,只 有n 型通道層的元件所量得的特徵接觸電阻值最小,為4.8 × 10-7Ω -cm2。以鈹離子形成p 型埋藏層的元件當閘-源極電壓(VGS)為-2.5V, 整個電晶體已達到夾止狀態, 且在VGS=0V 時有最大互導值 115mS/mm,並有極佳的線性度。在元件的高頻特性量測㆖,以鈹離 子形成p 型埋藏層之元件,電流增益截止頻率( ft ) 為10GHz 及以外 插法求得的功率增益截止頻率( fmax ) 約為39GHz 。兩者皆較以鎂離 子形成p 型埋藏層之元件來的大。 為了改善以鎂離子形成p 型埋藏層的元件無法夾止的問題。我 們將鎂離子的佈值劑量由原先的6× 1011cm-2 提高至2× 1012cm-2,先 由霍爾量測觀察載子濃度的變化,並利用LSS 模擬與電化學-電容電 壓量測,探討晶片㆗載子的分佈情形,以及元件製作之後的特性。 隨著鎂佈植劑量的增加,所量測到的活化載子濃度越來越小。 在最佳活化溫度為850℃,載子濃度已由原先的5.6× 1017減少為3.5× 1017cm-3;數據顯示,當鎂佈植劑量提高,相對的對通道內n型載子 的補償現象愈明顯,而使得通道內n型載子濃度變低。 元件製作完成後發現,當鎂離子的佈植劑量提高至2× 1012cm-2 時,元件無法夾止的問題已獲解決,且在閘極偏壓為零附近有最大 互導值(gm)130mS/mm及最大飽和電流(IDSS)200mA/mm。但由於隨著 p-型摻質數目的增加,對n-型通道載子濃度的降低愈明顯,其接觸 電阻已變差為1× 10-4Ω-cm2。
    Appears in Collections:[物理研究所] 博碩士論文

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