Теоретический анализ и экспериментальное исследование функционирования сверхвысокочастотных интегральных схем на арсениде галлия при воздействии радиационных и электромагнитных излучений

• Автор: Громов, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.13.05, 05.27.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 445 с. : ил

1.1. Радиационное дефектообразование в арсениде галлия.

1.1.1. Электропроводность арсенида галлия, содержащего изолированные эффекты.

1.1.2. Влияние областей скопления дефектов на электрические свойства арсенида галлия

1.1.3. Радиационное изменение времени жизни носителей заряда

в арсениде галлия

1.2. Ионизационные и микродозиметрические эффекты.

1.3. Взаимодействие СВЧ и лазерного излучений с арсенидом галлия.

1.3.1. Особенности воздействия мощного импульсного СВЧ излучения.

1.3.2. Взаимодействие лазерного излучения с полупроводниковым материалом на физическом уровне описания

1.4. Выводы.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ В ПАССИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

И ДИОДНЫХ СТРУКТУРАХ НА АРСЕНИДЕ ГАЛЛИЯ
2.1. Радиационные эффекты в пассивных элементах интегральных схеммикрополосковые линии
2.2. Влияние излучений на характеристики диодных структур
2.2.1. рппереходы.
2.2.2. Диоды с барьером Шоттки
2.2.3. Резонанснотуннельные диоды.
2.3. Сравнение диодных структур по радиационной стойкости
2.4. Выводы
ГЛАЗА 3. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ИЗЛУЧЕНИЙ НА ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРНЫЕ
СТРУКТУРЫ.
3.1. Радиационные эффекты в полевых транзисторах
с затвором Шоттки.
3.1.1. Особенности полевых транзисторов на арсениде галлия.
3.1.2. Остаточные радиационные эффекты в полевых транзисторах.
3.1.3. Переходные ионизационные эффекты в полевых транзисторах
3.1.4. Воздействие мощного импульсного СВЧ излучения на полевые транзисторы
3.2. Особенности радиационного поведения гетероселективных
полевых транзисторных структур ГСПТ.
3.2.1. Остаточные радиационные эффекты в ГСПТ
3.2.2. Переходные радиационные эффекты в ГСПТ
3.3. Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ЭФФЕКТОВ
В ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ СВЧ ДИАПАЗОНА.
4.1. Особенности проектирования и радиационного поведения
интегральных схем СВЧ диапазона
4.2. Интегральные схемы смесителей
4.3. СВЧ усилители на полевых транзисторах
4.4. Генераторы СВЧ диапазона.
4.5. Выводы.
ГЛАВА 5. РАДИАЦИОННЫЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЭФФЕКТЫ В ЦИФРОВЫХ
ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ
5.1. Конструктивнотехнологические и схемотехнические особенности СаАэ цифровых интегральных схемЦИС.
5.2. Остаточные радиационные эффекты в ЦИС
5.3. Моделирование переходных радиационных эффектов в ЦИС
5.4. Исследование воздействия мощного импульсного СВЧизлучения на СаАз цифровые интегральные схемы
5.5. Выводы
ГЛАВА 6. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ СаДэ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ
К ВОЗДЕЙСТВИЮ ИЗЛУЧЕНИЙ
6.1. Конструктивнотехнологические методы повышения радиационной стойкости СаДэ ИМС
6.1.1. Методика контроля йаАз структур, содержащих границу раздела полупроводникполуизолирующая подложка.
6.1.2. Методы снижения чувствительности характеристик полевых транзисторов к воздействию ионизирующих излучений
6.2. Схемотехнические методы повышения стойкости
СаАБ интегральных схем
6.3. Оценка предельных возможностей приборов и ИС на
арсениде галлия по радиационной стойкости
6.4. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


На более высоких частотах до Гц инерционность молекулярных диполей снижает е , а потери определяются инерцией ионной поляризации. На частотах свыше . На частотах, совпадающих с частотами собственных колебаний молекулярных, ионных и электронных диполей, происходит резонансное поглощение энергии. Обычные радиодиэлектрики не имеют больших потерь до Ю. Гц. Екр , происходит разрушение структуры диэлектрика, и связанные заряды отрываются полем от молекулы атома и могут ускоряться полем до энергий, создающих лавину. При этом энергия, переданная связанным зарядам IV, должна превышать ширину запрещенной зоны диэлектрика Мзапр. Такое явление возникает в различных диэлектриках при достижении полей Екр ЭЮ 6 . Вм ЕкрЗЮ2 6. Вм Екр3Н Вм. Лавина создает быстрый рост числа свободных носителей, образование проводимости и, соответственно, разогрев диэлектрика, который завершается разрушением решетки, так как процесс лавинообразования имеет локальный характер, общее энерговыделение при пробое диэлектрика оказывается существенно меньше, чем необходимо для теплового разрушения всей массы материала. Поэтому, дефектообразование в диэлектрических материалах носит локальный характер. Рассмотрим более подробно физику явлений, происходящих в полупроводниках в сильном электрическом поле ,. Известно, что скорость электронов в полупроводнике складывается из скорости теплового движения Ут и дрейфозок скорости УдрдпЕ, приобретенной под действием электрического поля. В слабых полях УдрУт и влияние поля на подвижность электронов дп незначительно. ЧЕкрХе кТ, 1. Хе средняя длина свободного пробега электрона к постоянная Больцмана.