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半绝缘砷化镓及其MESFET器件光敏特性研究
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【电力系统自动化论文】摘要 用波长范围为700～3500nm的光电流测试系统研究了SI－GaAs衬底及其MESFET器件中的深能级。结果显示在SI－GaAs衬底及其MESFET器件中存在着相似的深能级，衬底的深能级影响着器件的光敏等性能。还讨论了如何减少器件中光敏现象的方法。关键词 深能级 MESFET器件 光敏特性
1 引 言 随着大规模集成电路和微波器件的发展，在高速模拟和数字集成电路中以半绝缘砷化镓（SI－GaAs）为衬底的金属－半导体场效应管（MESFET）越发引人注目。但由于用离子注入或外延方法制作的与砷化镓有关的器件都或多或少地具有光敏、背栅、振荡等特性，它们严重地影响着砷化镓材料的发展。 本文主要采用自制的光电流测试系统研究了砷化镓材料衬底及其MESFET器件的光敏特性，并进一步讨论了器件及其衬底中的深能级同器件的其他性能之间的联系。2 制样与实验 实验用衬底样品采用非掺杂的LEC
SI－GaAs，其室温电阻率和霍尔迁移率分别在8×107Ω·cm和（3～5）×103cm2／V·s范围。采用硅离子注入技术制成有源层样品，在850℃下退火约30分钟，最后制成以SI－GaAs为衬底的未封帽的MESFET器件。 SI－GaAs衬底和MESFET器件的深能级用分辨率为0．01eV、波长范围从700nm到3500nm的光电流测试系统测量。光电流测试样品中，样品尺寸为5mm×10mm，衬底用铟做接触电极，欧姆接触电极用常规方法作于样品的表面，在450℃热处理10分钟进行合金化，测试时在暗条件下保证样品电流为I暗＝40nA；MESFET采用u／Ge／Ni－Au为接触电极，测试时Vgs＝0，Vds＝1V，暗条件下Ids＝30mA。针对不同类型的样品采用不同的采样电阻，以确保信号的灵敏性。 MESFET器件的伏安特性、增益以及噪声系数均按常规方法测量。3 结果与讨论 图1示出了MESFET器件在不同光条件下的Ids－Vds曲线。从图中可以看出在光照条件下，器件确实具有较好的性能。通常选择Ids＝30mA时
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