Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия: Социальные науки

16+

Название статьи

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ HEMT (ОБЗОР)

Номер журнала	1
Дата выпуска	2014

Тип статьи	научная статья	Коды УДК	621.382.33
Страницы	100-115	Ключевые слова	HEMT, радиационная стойкость, гетеронаноструктуры InGaAs/InAlAs, GaAlAs/InGaAs, GaN/GaAlN

Авторы

Тарасова Е.А.

Место работы

Тарасова Е.А. Нижегородский госуниверситет им. Н.И. Лобачевского

Аннотация

Представлен обзор методов моделирования радиационного воздействия на гетероструктуры и полевые транзисторы с двумерным электронным газом (HEMT). Выявлены доминирующие факторы деградации характеристик гетеронаноструктур и транзисторов на их основе.

Загрузить статью

Библиографический список

1 . Пожела Ю. Физика быстродействующих транзисторов. Вильнюс: Мокслас, 1989. 264 с.
2 . Шур М. Современные приборы на основе арсенида галлия. М.: Мир,1991. 632 с.
3 . Зи С. Физика полупроводниковых приборов. Т. 1. М.: Мир, 1984. 456 с.
4 . Demarina N.V. Obolensky S.V. Modeling of ionizing irradiation influence on Schottky-gate field-effect transistor // Microelectronics Reliability. 1999. V. 39, № 8. Р. 1247-1263.
5 . Кулаков В.М., Ладыгин Е.А., Шаховцов В.И. и др. Действие проникающей радиации на изделия электронной техники / Под ред. Е.А. Ладыгина. М.: Сов. радио, 1980. 224 с.
6 . Зулиг Р. Радиационные эффекты в ИC на GaAs // Арсенид галлия в микроэлектронике / Под ред. Н. Айнспрука, У. Уиссмена. М.: Мир, 1988. С. 501-547.
7 . Агаханян Т.М., Аствацатурьян Е.Р., Скоробогатов П.К. Радиационные эффекты в интегральных микросхемах. М.: Энергоатомиздат, 1989. 256 с.
8 . Першенков В.С., Попов В.А., Шальнов А.В. Поверхностные радиационные эффекты в элементах интегральных микросхем. М.: Энергоатомиздат, 1988. 256 с.
9 . Мырова Л.О., Чепиженко А.В. Обеспечение стойкости аппаратуры связи к ионизирующим и электромагнитным излучениям. М.: Радио и связь, 1988. 296 с.
10 . Киселева Е.В., Оболенский С.В. Структура кластеров радиационных дефектов в полевых транзисторах Шоттки при нейтронном облучении // Микроэлектроника. 2006. Т. 35, № 5. С. 371-373.
11 . Киселева Е.В., Оболенский С.В., Китаев М.А., Трофимов В.Т. Радиационная стойкость квазибаллистических полевых транзисторов Шоттки с различными конструкциями буферного слоя // Письма в ЖТФ. 2005. № 20. С. 58-64.
12 . Киселева Е.В., Оболенский С.В. Топология кластеров радиационных дефектов в GaAs полевых транзисторах Шоттки // Микроэлектроника. 2006. Т. 35, № 5. С. 374-381.
13 . Киселева Е.В., Оболенский С.В. Внутренняя структура кластера радиационных дефектов при нейтронном облучении GaAs // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия: Физика твердого тела. 2003. № 1. С. 20-25.
14 . Оболенский C.В. Сравнение структуры кластеров радиационных дефектов в полупроводниковых материалах // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2003. № 7. С. 53-56.
15 . Киселев В.К., Оболенский С.В., Пузанов А.С. Аналитическая модель деградации характеристик кремниевых биполярных транзисторов с тонкой базой при воздействии дефектообразующих излучений // Вестник ННГУ. 2013. № 2 (1). С. 55-59.
16 . Пузанов А.С., Оболенский С.В. Особенности переноса электронов в биполярных транзисторных структурах с тонкой базой при воздействии потока квантов высоких энергий // Микроэлектроника. 2012. Т. 41, № 4. С. 304.
17 . Тарасова Е.А., Демидова Д.С., Оболенский С.В. и др. InAlAs/InGaAs HEMT при облучении квантами высоких энергий // Физика и техника полупроводников. 2012. Т. 46, № 12. С. 1587-1592.
18 . Басаргина Н.В., Ворожцова И.В., Дубровских С.М. и др. Влияние гамма-нейтронного излучения на gan-транзисторы с двумерным электронным газом // Вестник ННГУ. 2013. № 3 (1). С. 61-65.
19 . Шукайло В.П., Оболенский С.В., Басаргина Н.В. и др. Исследование спектров электролюминесценции светодиодов на основе GaN-структур при нейтронном облучении // Вестник ННГУ. 2012. № 6 (1). С. 51-55.
20 . Пузанов А.С., Оболенский С.В. Аналитическая модель переходных ионизационных процессов в кремниевых биполярных транзисторах с тонкой базой при воздействии фотонного импульсного излучения // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. 2012. № 4. С. 5-8.
21 . Тарасова Е.А., Оболенский С.В. Моделирование тепловых полей в мощных InAlAs/InGaAs полевых транзисторах 0.1...0.3 ТГц диапазона частот // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2011. № 5 (3). С. 348-353.
22 . Пузанов А.С., Оболенский С.В. Применение квазигидродинамического приближения для решения задачи переноса заряда в кремниевых наноструктурах при повышенных температурах // Вестник ННГУ. 2011. № 2 (1). С. 62-70.
23 . Shmandin V.B., Kudryavtsev K.E., Kozlov V.A. et al. Electrical and luminescence properties of silicon-based tunnel transit-time light-emitting diodes p+/n+/n-Si:Er // Semiconductors. 2010. V. 44. № 11. Р. 1486-1491.
24 . Пузанов А.С., Оболенский С.В. Особенности стимулированного излучением пробоя p-n-перехода с неоднородным легированием // Микроэлектроника. 2009. Т. 38. № 1. С. 64-74.
25 . Оболенский С.В., Демарина Н.В., Волкова Е.В. Основы физики полупроводников. Транспорт носителей заряда в электрических полях: Учебное пособие. Нижний Новгород: ННГУ им. Н.И. Лобачевского, 2007.
26 . Моряшин А.В., Оболенский С.В., Перов М.Ю., Якимов А.В. Проявление естественного старения субмикронных полевых транзисторов на основе GaAs с затвором Шоттки в вольт-амперной характеристике и спектре 1/f-шума // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. 2007. Т. 50. № 2. С. 147-158.
27 . Скупов А.В., Оболенский С.В. Особенности моделирования диффузионных процессов в гетерокомпозициях «кремний на сапфире» // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2007. № 4. С. 45-49.
28 . Скупов А.В., Оболенский С.В. Моделирование процесса ионно-лучевого легирования гетерокомпозиции «кремний на сапфире» методом Монте-Карло с учетом влияния дислокационной структуры // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2007. № 4. С. 37-42.
29 . Скупов А.В., Скупов В.Д., Оболенский С.В. Особенности моделирования методом Монте-Карло профилей пространственного распределения внедряемых ионов и радиационных дефектов в гетерокомпозициях кремний на сапфире // Физика и химия обработки материалов. 2006. № 4. С. 5-11.
30 . Kitaev M.A., Kiseleva E.V., Obolenskii S.V. et al. Quantum-aperture formation in a quasi-ballistic MESFET by neutron irradiation // Russian Microelectronics. 2005. V. 34, № 6. P. 359-364.
31 . Громов В.Т., Китаев М.А., Киселева Е.В. и др. Формирование квантовых отверстий при нейтронном облучении квазибаллистического полевого транзистора // Микроэлектроника. 2005. Т. 34, № 6. С. 424-430.
32 . Киселева Е.В., Китаев М.А., Оболенский С.В. и др. Радиационная стойкость перспективных арсенид-галлиевых полевых транзисторов Шоттки // Журнал технической физики. 2005. Т. 75, № 4. С. 136-138.
33 . Kiseleva E.V., Obolensky S.V., Kitaev M.A. et al. Stability of quasi-ballistic MESFETs with various buffer layer structures under irradiation with neutrons possessing different energy spectra // Technical Physics Letters. 2005. V. 31. № 10. P. 881-884.
34 . Kiseleva E.V., Kitaev M.A., Obolensky S.V. et al. Radiation resistance of advanced GaAs MESFETs // Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics. 2005. V. 50, № 4. P. 528-530.
35 . Obolenskii S.V. Effect of radiation-induced defect clusters on current flow through a quasi-ballistic GaAs MESFETs // Russian Microelectronics. 2004. V. 33, № 2. P. 116-119.
36 . Оболенский С.В. Исследование процессов дальнодействующего генерирования при ионном и лазерном облучении транзисторных структур // Микроэлектроника. 2004. Т. 33, № 2. С. 148-152.
37 . Оболенский С.В., Фефелов А.Г., Киселева Е.В., Мурель А.В. Исследование характеристик встречно-штыревых GaAs-структур при комбинированном протонном, гамма- и нейтронном облучении // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия: Физика твердого тела. 2003. № 1. С. 96-104.
38 . Obolenskii S.V. Skupov V.D. Long-range action effect in irradiation of semiconductor structures with internal interfaces // Journal of Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2001. V. 16, № 5. P. 833-840.
39 . Козлов В.А., Оболенский С.В., Китаев М.А., Демарина Н.В. Воздействие оптического излучения на баллистический полевой транзистор с нанометровым затвором // Нано- и микросистемная техника. 2001. № 4. С. 5.
40 . Оболенский С.В. Физико-топологическое моделирование характеристик субмикронных полевых транзисторов на арсениде галлия с учетом радиационных эффектов: Дис. … д-ра техн. наук. Н. Новгород, 2002.
41 . Алешкин В.Я., Бекин Н.А., Буянова М.Н., Звонков Б.Н., Мурель А.В. Определение плотности состояний квантовых ям в ансамблях квантовых точек вольт-фарадным методом // Физика и техника полупроводников. 1999. Т. 3. Вып. 10. С. 1246-1252.
42 . Тарасова Е.А., Оболенская Е.С., Оболенский С.В. Тепловая модель мощных полевых транзисторов // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. 2012. № 4. С. 12-14.
43 . Брунков П.Н., Гуткин А.А., Рудинский М.Э. и др. Электрохимическое вольт-емкостное профилирование концентрации свободных носителей заряда в HEMT-гетероструктурах на основе соединений InGaAs/AlGaAs/GaAs // Физика и техника полупроводников. 2011. T. 45, вып. 6. C. 829-835.
44 . Оболенская Е.С., Тарасова Е.А., Оболенский С.В. Особенности анализа вольт-фарадных характеристик транзисторов Шоттки при оценке уровня радиационной стойкости // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. 2012. № 4. С. 9-11.
45 . Зубков В.И. Диагностика гетероструктур с квантовыми ямами InxGax-1As/GaAs методом вольт-фарадных характеристик: разрывы зон, уровни квантования, волновые функции // Физика и техника полупроводников. 2007. Т. 41, вып. 3. С. 331-337.
46 . Федоров Ю.В. Широкозонные гетероструктуры (Al, Ga, In)N и приборы на их основе для миллиметрового диапазона волн // Электроника. 2011. № 2. С. 92-107.
47 . Матвеев Ю.А., Федоров Ю.В. Влияние радиации на характеристики элементов на нитриде галлия // Нано- и микросистемная техника. 2011. № 5. С. 39-48.
48 . Громов Д.В., Матвеев Ю.А., Назарова Г.Н. Исследование влияния ионизирующих излучений на характеристики гетероструктурных полевых транзисторов на нитриде галлия // Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС)». Сборник трудов. 2012. № 1. С. 598-603.
49 . Pavlidis D., Valizadeh P., Hsu S.H. AlGaN High Electron Mobility Transistor (HEMT) reliability // 13th GaAs Symposium. Paris, 2005. Р. 265-268.
50 . Aktas O., Kuliev A., Kumar V. et al. Co-gamma radiation effects on DC, RF, and pulsed I-V characteristics of AlGaN/GaN HEMT // Solid-State Electronics. 2004. V. 48. Р. 471-475.
51 . Gu Wenping, Chen Chi, Duan Huantao et al. Co-rays irradiation effect in DC performance of AlGaN/GaN high electron mobility transistors // Journal of Semiconductors. 2009. V. 30, № 4. Р. 044002-1-044002-5.
52 . Vitanov S., Palankovski V., Maroldt S., Quay R. High-temperature modeling of AlGaN/GaN HEMTs // Solid-State Electronics. 2010. V. 54. Р. 1105-1112.
53 . Zhang Ming-Lan, Wang Xiao-Liang, Xiao Hong-Ling et al. Neutron irradiation effect in two-dimensional electron gas of AlGaN/GaN heterostructures // Chin. Phys. Lett. 2008. V. 25, № 3. P. 1045-1048.
54 . Luo B., Allums J.K., Johnson W. et al. Effect of proton radiation on DC and RF performance of AlGaN/GaN HEMTs // Applied Physics Letters. 2001. V. 79, Issue 14. P. 2196.
55 . Chattopadhyay M.K., Tokekar S. Thermal model for DC characteristics of AlGaN/GaN HEMTs including self-heating effect and non-linear polarization // Microelectronics Journal. 2008. V. 39. P. 1181-1188.
56 . Lenka T.R., Panda A.K. Role of nanoscale AlN and InN for the microwave characteristics of AlGaN/(Al,In)N/GaN-based HEMT // Физика и техника полупроводников. 2011. T. 45, вып. 9. C. 1258-1265.
57 . Danqiong Hou, Bilbro G.L., Trew R.J. Analytic model for conduction current in AlGaN/GaN HFETs/HEMTs // Active and Passive Electronic Components. 2012. V. 2012. ID 806253.
58 . Мокеров В. Г., Кузнецов А.Л., Федоров Ю.В. и др. AlGaN/GaN - СВЧ HEMT-транзисторы с пробивным напряжением выше 100 В и с предельной частотой усиления по мощности fmax до 100 ГГц // Физика и техника полупроводников. 2009. T. 43, вып. 4. C. 561-567.
59 . Paccagnella A., Del Papa C., Chitussi P. et al. Radiation induced degradation of electrical characteristics of III-V devices // Gallium Arsenide Applications Symposium, GaAs. 1994, 28-30 April, Turin, Italy. P. 165-168.
60 . Yue Hao, Lin-An Yang, Jin-Cheng Zhang. GaN-based semiconductor devices for terahertz technology // Terahertz Science and Technology. 2009. Vol. 1, No. 2. P. 51-64.
61 . Киргизова А.В., Скоробогатов П.К., Никифоров А.Ю. и др. Моделирование ионизационной реакции элементов КМОП КНС микросхем при импульсном ионизирующем воздействии // Микроэлектроника. 2008. Т. 38, № 1. С. 28-44.
62 . Nikiforov A.Y., Poljakov I.V. Test CMOS/SOS ram for transient radiation upset comparative research and failure analysis // IEEE Transactions on Nuclear Science. 1995. V. 42, № 6 pt. 1. p. 2138-2142.
63 . Moran D.A.J., Kalna K., Boyd E., et al. Self-aligned 0.12 ?m T-gate In.53Ga.47As/In.52Al.48As HEMT technology utilizing a non-annealed ohmic contact strategy / Department of Electronics Engineering, Glasgow. European Solid-State Device Research, 2003. 16-18 Sept. P. 315-318.
64 . Gromov D.V., Elesin V.V., Polevich S.A. et al. Ionizing-radiation response of the GaAs/(Al, Ga)As PHEMT: a comparison of gamma- and x-ray results // Russian Microelectronics. 2004. V. 33, № 2. P. 111-115.
65 . Васильевский И.С., Галиев Г.Б., Климов Е.А. и др. Подвижность и дрейфовая скорость электронов в селективно-легированных гетероструктурах InAlAs/InGaAs/InAlAs // Физика и техника полупроводников. 2011. T. 45, вып. 9. C. 1214-1218.
66 . Ди Лоренцо Д.В. Канделуола Д.Д. Полевые транзисторы на арсениде галлия. М.: Радио и связь, 1988.
67 . Gromov D.V. Radiation effects in microwave devices based on Gallium Nitrid // Crimico-2010. 20th international Crimean Conference Microwave and Telecommunication Technology. Conference Proceedings. 2010. P. 930-933.
68 . Zebrev G.I., Pershenkov V.S., Pavlov D.Y. et al. Radiation response of bipolar transistors at various irradiation temperatures and electric biases: modeling and experiment // Proceedings of the European Conference on Radiation and its Effects on Components and Systems. Radecs, 2005.
69 . Бойченко Д.В., Кессаринский Л.Н., Соковишин М.А. Влияние режима работы мощных биполярных транзисторов на радиационное поведение // «Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2011»: Тез. докл. Росс. научн.-техн. конф., Лыткарино. М.: СПЭЛС-НИИП, 2011. С. 101-102.
70 . Корулин А.В., Бойко В.М., Веревкин С.С. и др. Деградация свойств эпитаксиальных слоев нитрида галлия, облученных реакторными нейтронами // «Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2010»: Тез. докл. Росс. научн.-техн. конф., Лыткарино. М.: СПЭЛС-НИИП, 2010. С. 121-122.
71 . Ватуев А.С., Анашин В.С., Гульбекян Г.Г. и др. Отработка методики испытаний мощных полевых транзисторов с изолированным затвором на воздействие отдельных тяжелых разряженных частиц // «Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2010»: Тез. докл. Росс. научн.-техн. конф., Лыткарино. М.: СПЭЛС-НИИП, 2010. С. 171-172.
72 . Вологдин Э.Н., Смирнов Д.С. Расчетно-экспериментальный метод оценки изменения коэффициента передачи тока биполярного транзистора при гамма-нейтронном облучении // «Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2010»: Тез. докл. Росс. научн.-техн. конф., Лыткарино. М.: СПЭЛС-НИИП, 2010. С. 81-82.
73 . Шестаков А.К., Журавлев К.С. Влияние профиля легирования на характеристики ионно-легированного полевого GaAs транзистора с затвором Шоттки // Физика и техника полупроводников. 2011. T. 45, вып. 12. C. 1652-1161.
74 . Kyung-ah Son, Anna Liao, Gerald Lung et al. GaN-based high temperature and radiation-hard electronics for harsh environments // Micro- and Nanotechnology Sensors, Systems, and Applications II. 2010.
75 . Радиационная стойкость материалов радиотехнических конструкций (справочник) / Под ред. Н.Н. Сидорова, В.К. Князева. М.: Сов. радио, 1976. 568 с.
76 . Гусев Н.Г., Машкович В.П., Суворов А.П. Защита от ионизирующих излучений. Том 1. Физические основы защиты от излучений. М.: Атомиздат, 1980. 461 с.
77 . Громов Д.В., Полевич С.А., Шифман Р.Г., Шутов К.К. Исследование влияния ионизирующих излучений на характеристики твердотельного модуля СВЧ // «Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2007»: Тез. докл. Росс. научн.-техн. конф., Лыткарино. М.: СПЭЛС-НИИП, 2007. С. 39-40.