УДК 621.382:323
БОЧАРОВА И.А.

Для
ИК-освещения
транзисторов
был
использован
ВЛИЯНИЕ ИК-ИЗЛУЧЕНИЯ НА МОДУЛЯЦИЮ КАНАЛА
полупроводниковый лазер ИЛПН-202 с энергией квантов излучения 1,0 эВ.
GaAs ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
Излучение с такой энергией квантов вызывает электронные переходы с

участием глубоких уровней. На рис.2 приведены переходные
ИЭ НАНБ,
характеристики ПТШ в отсутствии освещения и при ИК-освещении.
220090, Беларусь, Минск, Логойскийтракт, 22
Уменьшение тока стока вызвано изменением толщины канала и связано с

модуляцией при ИК-освещении обедненных областей, ограничивающих
Полевые транзисторы на основе арсенида галлия широко
канал ПТШ.
используются в оптоэлектронных схемах и устройствах, что обусловливает
a = W1 + W2

(1)
неослабевающий интерес к изучению их оптических свойств.
где a - изменение толщины канала, W1 - изменение толщины
В настоящей работе рассмотрено влияние ИК-излучения в области
обдасти пространственного заряда БШ, W2 - изменение толщины
примесной полосы поглощения на модуляцию канала GaAs полевых
дипольного слоя на границе раздела канал-подложка.
транзисторов с затвором Шоттки (ПТШ). Полевые транзисторы были

сформированы
на
основе
полуизолирующего
арсенида
галлия
компенсированного хромом. Канал ПТШ был сформирован методом
газофазной эпитаксии наращиванием активного слоя (da ~ 0,15мкм, Nd =
2·1017см-3) на буферный слой (db ~ 0,8мкм).
Особенностью GaAs полевых транзисторов являются эффекты,
Рис. 2. Переходные характеристики
характеризующиеся большими постоянными времени. Эти явления
GaAs полевых транзисторов.
связаны с изменением зарядового состояния глубоких центров,
1 - без освещения
присутствующих в структуре полевого транзистора и обусловливающих
чувствительность ПТШ к оптическому излучению. Энергии ионизации
2 - при освещении с hn<Eg
глубоких уровней в исследуемых транзисторах были определены с
использованием метода дифференциальной туннельной спектроскопии
[1,2]. Как следует из рис. 1 в области пространственного заряда барьера
Шоттки (БШ) в основном присутствуют глубокие уровни с энергией
ионизации 0,7 эВ и 0,9 эВ. Глубокие уровни с такой энергией ионизации

связаны с хромом [3].
Так как ток стока зависит от толщины канала, а величина его

изменения при ИК-освещении (Iст - Iсф) определяется модуляцией областей
пространственного заряда (W1 + W2), возможно определить изменение
толщины канала:
a = (Iст-Iсф) / qNdVsz
(2)
На рис.3 приведены кривые изменения толщины канала при ИК-
освещении для полевых транзисторов с разной шумовой температурой.
Наибольшая величина модуляции канала характерна для ПТШ с
наибольшей величиной шумовой температуры (кривая 3). Следует
отметить, что модуляция канала возрастает по мере приближения к
границе раздела канал-подложка. Это свидетельствует о высокой

концентрации глубоких центров в дипольном слое и подтверждает
Рис. 1. Туннельные спектры GaAs полевых транзисторов
существенное влияние подложки на изменение характеристик ПТШ. Для

транзисторов с низкой шумовой температурой (Tш ~ 100 K) величина
3. Mitonneau A., Martin G.M., Mircea A. Hole traps in bulk and epitaxial
модуляции канала при ИК-освещении практически постоянна по каналу и
GaAs crystals Electron Lett., Vol. 13, pp. 439-441, 1977.
на порядок меньше, чем для ПТШ с высокой шумовой температурой (Tш ~
250 K), что связано с меньшей концентрацией глубоких центров.

Рис. 3. Кривые оптической
модуляции канала GaAs
ПТШ. (1 - 105 K, 2 - 150 K,
3 - 255 K)


Модуляция толщины канала при ИК-освещении измененяется с
напряжением на затворе, что связано с неоднородным распределением
глубоких центров в активном слое. Участок на кривой оптической
модуляции канала с минимальной величиной изменения толщины канала
при ИК-освещении соответствует области канала с минимальным
содержанием глубоких центров.
Таким образом для каждого полевого транзистора можно
определить напряжение на затворе, соответствующее наиболее чистой
области канала. Данный режим работы ПТШ, вследствие уменьшения
флуктуаций потенциала в его структуре, позволяет оптимизировать такие
важные его параметры как крутизна и шумовая температура, а также
уменьшить
нежелательные
изменения
характеристик
полевых
транзисторов.

1. Бочарова И.А., Малышев С.А., Апанасевич В.И. Влияние
температурного воздействия на динамику деградационных процессов в
AlхGa1-хAs // Труды IХ науч.-техн. конф. Датчики и преобразователи
информации систем измерения, контроля и управления. Гурзуф, 23-30
мая 1997 г. М.: МГИЭМ, 1997. С. 411-412.
2. Бочарова И.А., Малышев С.А. Диагностика глубоких уровней в
структурах с потенциальными барьерами Матер. междунар. научн-
техн. конф. "Теория, методы и средства измерений, контроля и
диагностики". в 10 ч. Новочеркасск.: ЮРГТУ, -2000. -Ч.2, -С. 31-34.