Анотація до роботи:

Куракін А.М. Радіаційні ефекти в польових транзисторах на базі гетеропереходів AlGaN/GaN. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.27.06 – технологія, обладнання та виробництво електронної техніки. Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН Україна, Київ, 2005.

В роботі представлено результати дослідження дії гамма-радіації на параметри і характеристики приладних структур на базі гетеропеходу AlGaN/GaN. За експериментальними вольт-амперними характеристиками детально проаналізовано деградацію основних операційних параметрів (струмів насичення, напруги відсічки, крутизни) тразисторів з високою рухливістю носіїв в каналі (НЕМТ), з широною каналу від 100 до 400 мкм і довжиною затвору від 0.15 до 0.35 мкм, під впливом доз опромінення до 210⁸ Рад. Розглянуто процеси, що перебігать під впливом радіації до зальної дози 210⁹ Рад в контактній металізації Шотткі контактів Au-Ni-GaN і Au-ZrB₂-AlGaN/GaN за даними проведених структурних досліджень. Не дивлячись на прогнозовану високу стійкість приладів на базі матеріалів нітридної группи встановлено значну (до 40 %) деградацію основних параметрів транзисторів, виявлено складний характер стимульованої деградації НЕМТ (спостережено залежність ефектів від геометричних розмірів транзисторних структур і робочих умов). Фізичні причини радіаціного старіння тестових структур проаналізовано з урахуванням можливої релаксації механічних напруг бар’єрного шару AlGaN, а також стимульованих межфазних реакцій і зернограничної дифузії в контакній металізації.

Публікації автора:

1. А.М. Куракин. Влияние гамма-радиации на характеристические сопротивления нитридгаллиевых транзисторов с высокой подвижностью электронов // Письма в ЖТФ, 2003, том. 29, вып. 18. – с. 2-5.

2. S.A. Vitusevich, M.V. Petrychuk, S.V. Danylyuk, A.M. Kurakin, N. Klein, A.E. Belyaev. Influence of surface passivation on low-frequency noise properties of AlGaN/GaN high electron mobility transistor structures // physica status solidi (a). – 2005. – vol/ 202, N5, pp. 816 – 819.

3. S.A. Vitusevich, N. Klein, A.E. Belyaev, S.V. Danylyuk, M.V. Petrychuk, R.V. Konakova, A.M. Kurakin, A.E. Rengevich, A.Yu. Avksentyev, B.A. Danilchenko, V. Tilak, J. Smart, A. Vertiatchikh, L.F. Eastman. Effects of -irradiation on AlGaN/GaN-based HEMTs // physica status solidi (a). – 2003. – vol. 195, N1, pp. 101 – 105.

4. S.A. Vitusevich, S.V. Danylyuk, A.M. Kurakin, N. Klein, H. Lth, M.V. Petrychuk, A.E. Belyaev. Dynamic redistribution of the electric field of the channel in AlGaN/GaN high electron mobility transistor with nanometer-scale gate length // Appl. Phys. Lett. - 2005. - vol. 87, 192110.

5. R.V. Konakova, O.E. Rengevych, A.M. Kurakin, Ya.Ya. Kudryk. A Universal automatized complex for control and diagnostics of semiconductor devices and structures // SPQEO. – 2002. – vol. 5, N4, pp. 449-452.

6. S.A. Vitusevich, N. Klein, A.E. Belyaev, S.V. Danylyuk, M.V. Petrychuk, R.V. Konakova, A.M. Kurakin, A.E. Rengevich, A.Yu. Avksentyev, B.A. Danilchenko, V. Tilak, J. Smart, A. Vertiatchikh, L.F. Eastman. Radiation hardness of AlGaN/GaN based HEMTs. // Mat.Res.Soc.Symp.Proc. – 2002. - Vol. 719, pp.133-138.

7. S.A. Vitusevich, N. Klein, A.E. Belyaev, S.V. Danylyuk, M.V. Petrychuk, R.V. Konakova, A.M. Kurakin, P.M. Lytvyn, A.Yu. Avksentyev, B.A. Danilchenko, V. Tilak, J. Smart, A. Vertiatchikh, L.F. Eastman. Barrier material improvement in AlGaN/GaN microwave transistors under gamma irradiation treatment. // Mat.Res.Soc.Symp.Proc. – 2003. - Vol. 764, pp. 183-188.

8. Беляев А.Е., Конакова Р.В., Петричук М.В., Авксентьев А.Ю., Куракин А.М. Влияние гамма-облучения на операционные параметры полевых транзисторов на основе группы III-нитридов. // Материалы 12^ой Международной Конференции «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии». – Севастополь: Вебер. - 2002. – с.484-485.

9. A.E. Belyaev, R.V. Konakova, A.Yu. Avksentyev, A.M. Kurakin, P.M. Lytvyn, S.A. Vitusevich, N. Klein, S.V. Danylyuk, M.V. Petrychuk B.A. Danilchenko, V. Tilak, J. Smart, A. Vertiatchikh, L.F. Eastman. Small dose effects on electrical characteristics of AlGaN/GaN microwave transistors. // Proc. 13^th International Conf. “Microwave & Telecom. Technology”. – Sevastopol: Veber. -2003. - pp. 96-98.

10. Kurakin A.M. Strain relaxation in HEMT structures based on AlGaN/GaN during gamma irradiation // Materials of IX International Conf. “Physics and technology of Thin Films”. – Ivano-Francivsk: Misto HB. – 2003. – pp. 246-247.

11. Vitusevich S.A., Petrychuk M.V., Sokolov V.N., Danylyuk S.V., Kurkain A.M., Klein N., Avksentyev A.Yu., Kochelap V.A., Belyaev A.E., Tilak V., Smart J., Vertiatchikh A., Eastman L. F. The study of low-frequency noise peculiarities in HEMT structures under self-heating conditions. // Proceedings of the 27th Workshop on Compound Semiconductor Devices and Integrated Curcuits. – Frigen (Switzerland). -2003. - pp. 25 – 26

12. Boltovets, N.S.; Lvanov, V.N.; Sveshnikov, Y.N.; Belyaev, A.E.; Avksentiev, A.Y.; Konakova, R.V.; Kudryk, Y.Y.; Kurakin, A.M.; Milenin, V.V. Ohmic and barrier contacts to SiC- and GaN-based microwave diodes // Proc. 14^th International Conf. “Microwave & Telecom. Technology”. – Sevastopol: Veber. -2004. - pp. 526-527.

13. S. A. Vitusevich, M. V. Petrychuk, A. S. V. Danylyuk, M. Kurakin, A. E. Belyaev, N. Klein. High-frequency noise in AlGaN/GaN heterostuctures // Proc. AIP conf. “Unsolved problems of noise and fluctuations” - 2005. – vol. 800, pp. 131-136.

14. S. A. Vitusevich, N. Klein, А.Е. Беляев, Р.В. Конакова, А.М. Куракин, В.В. Миленин, V. Tilak, J. Smart, A. Vertiatchikh, L.F. Eastman, Н.С. Болтовец, В.Н. Иванов. Радиационная стойкость затворной металлизации Au-ZrB2 HEMT структур на основе AlGaN/GaN // Труды 5^ой Международной Научно-технической конференции «Микроэлетронные преобразователи и приборы на их основе». – Баку: Мутарджим. - 2005. - с. 152-153.

Перелік посилань

[1] http://www.iiiv.cornell.edu/

[2] R.V. Konakova, O.E. Rengevych, A.M. Kurakin, Ya.Ya. Kudryk. A Universal automatized complex for control and diagnostics of semiconductor devices and structures // SPQEO 2002, V5, N4, pp. 449-452.

[3] O. Ambacher, B. Foutz, J. Smart, J. R. Shealy, N. G. Weimann, K. Chu, M. Murphy, A. J. Sierakowski, W. J. Schaff, L. F. Eastman, R. Dimitrov, A. Mitchell, M. Stutzmann. Two dimensional electron gases induced by spontaneous and piezoelectric polarization in undoped and doped AlGaN/GaN heterostructures // Journal of Applied Physics - January 1, 2000 - Volume 87, Issue 1, pp. 334-344

[4] Болтовец Н.С., Иванов В.Н., Свешников Ю.Н., Беляев А.Е., Авксентьев А.Ю., Конакова Р.В., Кудрик Я.Я., Куракин А.М., Миленин В.В. Омические и барьерные контакты к микроволновым диодам на основе SiC и GaN // Труды 14^ой Международной конференции "СВЧ техника и телекоммуникационные технологии". – Севастополь: Вебер. - 2004, с.526-527.

[5] Morkoc H. Nitride Semiconductors and Devices. // Springer, 1999. – 488p.

[6] S. L. Rumyantsev, N. Pala, M. S. Shur, R. Gaska, M. E. Levinshtein, V. Adivarahan, J. Yang, G. Simin, M. Asif Khan. Low-frequency noise in Al_0.4Ga_0.6N-based Schottky barrier photodetectors // Applied Physics Letters - August 6, 2001 - Volume 79, Issue 6, pp. 866-868

[7] E. V. Kalinina, N. I. Kuznetsov, A. I. Babanin, V. A. Dmitriev, A. V. Shchukarev. Structural and electrical properties of Schottky barriers on n-GaN // Diamond and Related Materials Volume 6, Issue 10 , 1997, Pages 1528-1531