Способ управления высотой баpьеpа Шоттки

Предложен способ управления эффективной высотой баpьеpа Шоттки (Мотта) Al/GaAs за счет дельта-легирования кремнием GaAs в нескольких нанометрах от границы с металлом, что изменяет характер токопереноса с термоэмиссионного на термополевой/туннельный. Разработана технология изготовления структур методом металлоорганической газофазной эпитаксии. Особенностью технологии является низкотемпературное (до 200˚С) осаждение слоя алюминия в едином эпитаксиальном процессе, что обеспечивает чистоту, атомарную резкость и совершенство интерфейса металл-полупроводник. Построена теория токопереноса, учитывающая контактные (эмиссионные и туннельные) явления и объёмные (инжекционные) процессы в полупроводниковом слое, что обеспечивает хорошее согласие с экспериментом. Разработана технология изготовления планарных диодов СВЧ с микронными размерами анодного контакта Шоттки. Изготовлено семейство низкобарьерных диодов и широкополосных высокочувствительных волноводных детекторов на их основе с чувствительностью 10005000 В/Вт и эквивалентной мощностью шума (NEP) 10⁻¹¹÷10⁻¹² Вт Гц^-½ в диапазоне до 150 ГГц, работающих без постоянного смещения. Параметры близки к предельно достижимым для неохлаждаемых СВЧ детекторов. Разработаны и изготовлены макеты высокочувствительных линеек (от 8 до 64 элементов) и матричных детекторов (8x8) для частотного диапазона 90−100 ГГц. Среднее значение чувствительности по 64 каналам составило ~9000 В/Вт, NEP~5∙10⁻¹² Вт∙Гц^-½.

Публикации:

• В. М. Данильцев, И. В. Ирин, А. В. Мурель, О. И. Хрыкин, В. И. Шашкин. Получение предельно резких профилей распределения примесе в δ-легированных слоях GaAs при металлоорганической газофазной эпитаксии. Неорганические материалы30, 1026−1029 (1994)
• V. Shashkin, S. Rushworth, V. Daniltsev, A. Murel, Yu. Drozdov, S. Gusev, O. Khrykin, N. Vostokov. Microstructure and Properties of Aluminum Contacts Formed on GaAs (100) by Low Pressure Chemical Vapor Deposition with Dimethylethylamine Alane Source. Journal of Electronic Materials 30, 980−986 (2001)
• В. И. Шашкин, А. В. Мурель, Ю. Н. Дроздов, В. М. Данильцев, О. И. Хрыкин. Управление эффективной высотой барьера в эпитаксиальных структурах Al/n-GaAs, изготовленных в едином цикле МОГФЭ. Микроэлектроника 26, 57−61 (1997)
• В. И. Шашкин, А. В. Мурель, В. М. Данильцев, О. И. Хрыкин. Управление характером токопереноса в барьере Шоттки с помощью δ-легирования: расчёт и эксперимент для Al/GaAs. ФТП 36, 537−542 (2002)
• В. И. Шашкин, А. В. Мурель. Диагностика низкобарьерных диодов Шоттки с приповерхностным δ-легированием. ФТП 42, 500−502 (2008)
• V. Shashkin, A. Murel. Comment on ‘‘Schottky diodes with a δ-doped near-surface layer''. Journal of Applied Physics 95, 2190−2191 (2004)
• В. И. Шашкин, А. В. Мурель. Теория туннельного токопереноса в контактах металл-полупроводник с приповерхностным изотипным дельта-легированием. ФТП 38, 574−579 (2004)
• В. И. Шашкин, А. В. Мурель. Вольт-амперная характеристика контакта металл-полупроводник с барьером Мотта. ФТТ 50, 519−522 (2008)
• В. И. Шашкин, А. В. Мурель. Свойства контактов Мотта с ультра малым барьером металл-полупроводник. ФТТ 50, 1883−1887 (2008)
• В. И. Шашкин, Н. В. Востоков. Решение задачи инжекции носителей тока в изолирующий слой при самосогласованных граничных условиях на контактах. ФТП 42, 1339−1344 (2008)
• В. И. Шашкин, А. В. Мурель. Обобщённая теория токопереноса в низкобарьерных диодах Мотта с приповерхностным дельта-легированием: сопоставление с экспериментом. Микроэлектроника 39, 1−7 (2010)
• S.V.Obolensky, A.V.Murel, N.V.Vostokov, V.I.Shashkin. Simulation of the Electron Transport in a Mott Diode by the Monte Carlo Method. IEEE Transaction on Electron Devices 58, 2507−2510 (2011)
• А. В. Мурель, В. И. Шашкин. Определение параметров структуры низкобарьерного диода с приповерхностным дельта-легированием по данным о температурной зависимости ВАХ. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, № 7, с. 68−71 (2012)
• V.I. Shashkin, N.V. Vostokov. Analytical solution for charge-carrier injection into an insulating layer in the drift diffusion approximation. Journal of Applied Physics 104, 123708 (2008)
• V.I. Shashkin, N.V. Vostokov. Competition between the barrier and injection mechanisms of nonlinearity of the current-voltage characteristic in Mott-barrier detector diodes. Journal of Applied Physics 106, 043702 (2009)
• В. И. Шашкин, В. Л. Вакс, В. М. Данильцев, А. В. Масловский, А. В. Мурель, С. Д. Никифоров, Ю. И. Чеченин. Микроволновые детекторы на основе низкобарьерных планарных диодов Шоттки и их характеристики. Известия вузов. Радиофизика 48, 544−551 (2005)
• N.V. Vostokov, V.I. Shashkin. Experimental Studies of the Frequency Dependence of the Low-Barrier Mott Diode Impedance. IEEE Transaction on Electron Devices 64, 109−114 (2017)
• V.I. Shashkin, Yu.A. Drjagin, V.R. Zakamov, S.V. Krivov, L.M. Kukin, A.V. Murel, Y.I. Chechenin. Millimeter-wave Detectors Based on Antenna-coupled Low-barrier Schottky Diodes. International Journal of Infrared and Millimeter Waves 28, 945−952 (2007)
• В. И. Шашкин, Ю. А. Дрягин, В. Р. Закамов, С. В. Кривов, Л. М. Кукин, А. В. Мурель, Ю. И. Чеченин. Планарные детекторы для многоэлементных систем радиовидения миллиметрового диапазона длин волн. Известия вузов. Радиофизика 51, 1077−1087 (2007)
• В. Р. Закамов, А. В. Мурель, В. И. Шашкин. Матричный детекторный приёмник плотной компоновки для систем видения миллиметрового диапазона длин волн. Контроль. Диагностика, № 5 (131), С. 15−20 (2009)
• В. И. Шашкин, Ю. И. Белов, П. В. Волков, А. В. Горюнов, В. Р. Закамов, И. А. Илларионов. Экспериментальное исследование матрицы детекторов системы радиовидения 3-мм диапазона длин волн. Письма в ЖТФ 39, 44−49 (2013)
• П. В. Волков, Ю. И. Белов, А. В. Горюнов, И. А. Илларионов, А. Г. Серкин, В. И. Шашкин. Асферический однолинзовый объектив для систем радиовидения миллиметрового диапазона длин волн. ЖТФ 84, 120−125 (2014)
• Ю. И. Белов, П. В. Волков, А. В. Горюнов, И. А. Илларионов, А. Г. Серкин, В. И. Шашкин. О влиянии взаимодействия элементов матрицы активного радиовидения милиметрового диапазона на структуру изображения объектов. Известия вузов. Радиофизика 56, 678−689 (2013)
• В. И. Шашкин, А. В. Мурель, Н. В. Востоков. Параметры микроволновых детекторов на основе низкобарьерных диодов Мотта для матричных систем радиовидения. Журнал радиоэлектроники, № 8, С. 1−14 (2013)