Electrical characterization of GaInP/InGaAs/GaAs modulation doped field effect transistor structures
GaInP/InGaAs/GaAs modüle katkılı alan etkili transistör yapılarının elektriksel karakterizasyonu
- Tez No: 75768
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. CENGİZ BEŞİKÇİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: GalnP/InGaAs/GaAs, Elekriksel Karakterizasyon, MODFET, PPC. vııı, GalnP/InGaAs/GaAs, MODFET, Electrical Characterization, PPC
- Yıl: 1998
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
oz GalnP/InGaAs/GaAs MODULE KATKILI ALAN ETKİLİ TRANSISTOR YAPILARININ ELEKTRİKSEL KARAKTERİZASYONU Civan, Yavuz Yüksek Lisans, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Yard. Doç. Dr. Cengiz Beşikçi Ocak 1998, 92 Sayfa GalnP/InGaAs/GaAs malzeme sisteminin modüle katkılı alan etkili transistor (MODFET) uygulamalarındaki fizibilitesini araştırmak amacıyla, örgü uyumlu (x=0) ve gerilimli Gao.5ıIno.49P/InxGaı-xAs/GaAs (0.1< x < 0.25) MODFET yapıları, gaz kaynaklı moleküler ışın epitaksisi ve silikon (Si) katkılandırmayla büyütüldü. Çeşitli Si katkılandırma seviyeli yalın GalnP katmanları da büyütülerek, silikonun GalnP katkılandırmasında uygulanabilirliği araştırıldı. VIHetero-eklemlerin tuzak karakteristiklerini ve iletim özelliklerini belirlemek amacıyla, tavlanmamış ve tavlanmış örnekler üzerinde değişken sıcaklık Hall- Olayı ölçümleri ve Derin Seviye Tranzient Spektroskopisi (DLTS) ölçümleri yoluyla detaylı elektriksel karakterizasyon yapıldı. İstem dışı katkılı ve orta düzeyde katkılı GalnP katmanlarında, 0.75 eV aktivasyon enerjili ve sıcaklık bağımlı yakalama yan-kesitli bir tuzak tesbit edildi. Yüksek Si katkılı tavlanmamış örneklerde rastlanamayan bu tuzak, DX merkezi karakteristiği göstermekle beraber, yoğunluğu Si katkılamadaki artışla artmamaktadır. Bununla beraber bahsedilen tuzak, yoğun katkılandırılmış GalnP katmanlarında, 550°C'de bir dakikalık tavlamadan sonra ortaya çıkmaktadır. 400°C sıcaklık 15 dakika tavlama işleminden sonra GalnP katmanları taşıyıcı yoğunluğunda belirgin azalma gözlenmekte ve bu durumun cihaz üretiminde problem oluşturması beklenmektedir. Yoğun katkılı GalnP katmanlarında süreğen foto-iletkenliğe (PPC) rastlanmazken, 550°C tavlamadan sonra ışığa yüksek duyarlılık gözlenmiştir. Tavlama sonrası görülen anormal sonuçlar, Si atomlarının verici durumundan alıcı durumuna kayması ve tuzak yoğunluğundaki artışlarla ilintilenmiştir. Büyütülen gerilimli yapılarda, şimdiye kadar AlGaAs/InGaAs/GaAs ve InAlAs/InGaAs/InP MODFET yapılarında elde edilebilmiş en yüksek 2 boyutlu elektron gazı yoğunluklarına yakın (3xl012cm"2 ) değerler elde edilmiştir. Gerilimli yapılarda tavlama sonrasında kararsızlıklar ve PPC gözlenmiş ve olaylar GalnP/GaAs arayüzeyinde oluşan gerilim-gevşemesiyle alakalı defolarla ilintilenmiştir. Elde edilen sonuçlar GalnP/InGaAs/GaAs malzeme sistemi MODFET uygulamalarında karşılaşılabilinecek bazı problemleri ortaya koymakla Vİİberaber, bu sistem yaygın olarak kullanılan AlGaAs/InGaAs/GaAs malzeme sistemindeki AlGaAs ile ilgili daha önemli problemlerin varlığı nedeniyle, AlGaAs/InGaAs/GaAs malzeme sistemine iyi bir alternatif olarak görülmektedir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT ELECTRICAL CHARACTERIZATION OF GalnP/InGaAs/GaAs MODULATION DOPED FIELD-EFFECT TRANSISTOR STRUCTURES Civan, Yavuz M. S., Department of Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Asst. Prof. Dr. Cengiz Beşikçi January 1998, 92 Pages In order to investigate the feasibility of the GalnP/InGaAs/GaAs material system for modulation doped field-effect transistor applications, lattice matched Gao.51Ino.49P/GaAs and strained Gao.5iIno.49P/InxGai.xAs/GaAs (0.1 < x < 0.25) modulation doped field effect transistor (MODFET) structures were grown by gas source molecular beam epitaxy by using Si as dopant. Single layers of Gao.51Ino.49P with various Si doping levels were also grown to investigate the feasibility of Si as 111n-type dopant for GalnP. In order to explore the trap characteristics and the transport properties of the heterostructure system, detailed electrical characterization has been performed on the as grown and annealed samples through variable temperature (30 K-300 K) Hall-Effect and Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) measurements. An electron trap with an activation energy of -0.75 eV and temperature dependent capture cross section was detected in unintentionally doped and moderately doped Gao.51Ino.49P layers. While this trap showed characteristics similar to DX centers, the density of this trap was not increased with increasing Si doping, and it was not detected in highly doped as grown Gao.51Ino.49P layers. However, this trap was detected in highly doped samples after high temperature annealing. Gao.51Ino.49P layer carrier concentrations considerably decreased after annealing at temperatures as low as 400°C for several minutes, presenting a problem in device processing. While, highly doped as grown GalnP layers showed no persistent photoconductivity (PPC), strong light sensitivity was observed after annealing at 550°C. These anomalous results were attributed to the moving of Si atoms from donor to acceptor sites and to an increase in the trap density by annealing. Very high two dimensional electron gas densities (>3xl012 cm"2) comparable to the highest sheet electron densities reported in the AlGaAs/InGaAs/GaAs and InAlAs/InGaAs/InP modulation doped heterostructures were achieved in the GalnP/InGaAs/GaAs MODFET structures. Strained structures were unstable after heat treatment exhibiting PPC, which was attributed to the strain relaxation related defects at the GalnP/InGaAs interface. While the results of this study exhibit some problems to be faced in GalnP/InGaAs/GaAs IVMODFET applications, this system still appears to be a good alternative to the widely used AlGaAs/InGaAs/GaAs system which has more serious problems associated with AlGaAs.
Benzer Tezler
- Fabrication and characterization of GaInP/InGuAs/GuAs modulation doped field effect transistors
GaInP/InGuits/GuAs modüle katkılı alan etkili transistörlerin fabrikasyonu ve karakterizasyonu
TOLGA YALÇIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CENGİZ BEŞİKÇİ
- Ge alttaş üzerine büyütülen GaAs yapılarının Hall ölçüm sistemi ile elektriksel karakterizasyonu
Electrical characterization of GaAs structures grown on Ge substrates by Hall measurement system
BARIŞ BULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEZAİ ELAGÖZ
- Ensemble Monte Carlo simulation of quantum well infrared photodetectors, and InP based long wavelength quantum well infrared photodetectors for thermal imaging
Kuantum kuyulu kızılötesi fotodedektörlerin toplu Monte Carlo simülasyonu, ve termal görüntüleme için InP tabanlı uzun dalga boyu kuantum kuyulu kızılötesi fotodedektörler
ORAY ORKUN CELLEK
Doktora
İngilizce
2006
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ BEŞİKCİ
- Physics and technology of the infrared detection systems based on heterojunctions
Çoklu eklem tabanlı kızılötesi algılama sistemlerinin fiziği ve teknolojisi
BÜLENT ASLAN
Doktora
İngilizce
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Fabrication and characterisation of InP and GaAs based optoelectronic components
Başlık çevirisi yok
BÜLENT ÇAKMAK