Импедансные свойства и характеристики варакторных полупроводниковых структур тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат технических наук Поляков, Михаил Юрьевич

• Поляков, Михаил Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Поляков, Михаил Юрьевич

Введение

Глава 1. Экспериментальные данные и взгляды на работу варакторного диода

1.1. Общие сведения

1.2. Концепция слоистой структуры

Глава 2. Физико-математическая модель варакторной структуры

2.1. Исходные соотношения

2.2. Вычислительный алгоритм

2.3. Выявление характерных частот

Глава 3. Импедансные "аномалии"

3.1. Однородно-легированные структуры

3.1.1. Применение слоистой импедансной модели

3.1.2. Различия между параллельными и последовательными емкостями и сопротивлениями

3.1.3. Особенности областей спада емкостей и сопротивлений--варакторов

3.2. Структуры со ступенчатым легированием

3.3. Распространение слоистой импедансной модели на структуры с распределенными параметрами

Глава 4. Особенности частотных методов измерений параметров полупроводниковых структур

4.1. Использование импедансной модели при определении профиля легирования

4.2. Некоторые проблемы тонкопленочных структур

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Импедансные свойства и характеристики варакторных полупроводниковых структур»

Твердотельная СВЧ-электроника переживает период роста по многим направлениям. Большой научный и прикладной интерес представляет, в частности, развитие и совершенствование полупроводниковых приборов варакторного класса.

Варакторные диоды (варикапы) широко применяются в разнообразных ВЧ- и СВЧ-устройствах, где используется главное свойство таких приборов - возможность безынерционного изменения и модуляции барьерной емкости [1-4]. Однако, несмотря на большое число исследований, проведенных за предшествующие годы и ведущихся в настоящее время, многие принципиальные вопросы, связанные с ва-ракторным эффектом, остаются недостаточно изученными. Существует ряд "загадок" и "аномалий", число которых по-прежнему не уменьшается.

Одной из бросающихся в глаза "аномалий" является частотная дисперсия - резкий спад емкости и последовательного сопротивления варакторов, наступающий при превышении некоторого характерного значения рабочей частоты. Столь же сильно с повышением частоты изменяются эквивалентные значения параллельного сопротивления и параллельной емкости полупроводниковой структуры. Одновременно снижаются крутизна вольт-фарадной характеристики и коэффициент перекрытия (коэффициент модуляции емкости), представляющий собой отношение максимального и минимального значений емкости структуры при оговоренных значениях постоянного смещения. Большое влияние на эти эффекты оказывает температура структуры, в особенности глубокое охлаждение, которое применяется, например, в параметрических усилителях.

Отмеченные явления рассматриваются иногда и с несколько иной точки зрения, а именно как существенное и не вполне объяснимое возрастание емкости и сопротивления СВЧ-варакторов при значительном понижении рабочей частоты.

Известно много экспериментальных работ, посвященных отдельным сторонам этой проблемы, но систематического изучения ее до сих пор не проводилось. В числе предполагаемых причин, вызывающих упомянутые явления, назывались самые различные факторы - скин-эффект, инерционность, связанная с временем максвелловской релаксации полупроводникового материала, влияние глубоких примесных центров и поверхностных состояний, инжекция неосновных носителей заряда, влияние емкости необедненного участка базы диода и др. [5-7]. Недавно для объяснения частотной дисперсии вольт-фарадных характеристик варакторных диодов с двумерным электронным газом была использована совершенно иная трактовка, основанная на модели длинной линии передачи и не принимающая во внимание упомянутые выше физические явления [8]. Противоречивость высказывавшихся оценок весьма велика. В некоторых ранних работах вообще оспаривалось изменение параметров варакторов при повышении частоты.

Существование частотной дисперсии параметров варакторов и родственных им полупроводниковых приборов в настоящее время сомнений не вызывает. Емкость слоистой структуры сложным образом зависит от частоты сигнала даже в режиме малых амплитуд. Тем не менее, и сейчас недооценивается важность проблемы частотной дисперсии для решения многих научных и практических задач: понимания механизма работы ВЧ- и СВЧ-полупроводниковых приборов с нелинейной емкостью;

- повышения быстродействия таких'приборов и максимальной рабочей частоты;

- создания новых типов варакторных структур, обладающих высоким перекрытием по емкости и наиболее полно отвечающих требованиям разработки интегральных СВЧ-устройств;

- правильного выбора рабочих режимов приборов в конкретной аппаратуре и выбора режимов их испытаний в условиях разработки и промышленного выпуска.

Во многих случаях принято заменять натурные испытания СВЧ-диодов более простыми "эквивалентными" измерениями на значительно более низких частотах - порядка единиц или десятков мегагерц [9]. Правомерность такой замены и информативность получаемых результатов до сих пор не подтверждены и не изучены, и в ряде случаев это приводит к существенным ошибкам.

Частотная дисперсия импедансных характеристик варакторов важна также с точки зрения информативности частотных методов исследований электрофизических параметров полупроводников и диэлектриков. Как известно [10,11], на основе измерения малосигнальных частотных характеристик делаются заключения о профиле легирования структуры, наличии глубоких уровней и поверхностных состояний, энергии ионизации примесных центров и их зарядовом состоянии, времени релаксации и т.п.

Следует заметить, что похожие проблемы и "загадки" возникали и продолжают возникать при создании и исследовании совершенно иных твердотельных СВЧ-устройств - защитных ограничителей мощности и /7/л-диодных переключателей [3,12-14]. Особенные трудности встречаются при повышении рабочей частоты ограничительных диодных структур, что выражается в существовании своеобраз ч ного "частотного барьера" [13]. Происхождение этого барьера и пути его преодоления были предметом многих научных исследований и научных разработок. Однако до последнего времени не усматривалась взаимосвязь между "аномальными" частотными характеристиками варакторных диодов и специфическими также "аномальными" частотными свойствами ограничительных и переключательных диодов.

В работах [15-20] был предложен и успешно реализован новый подход к анализу и синтезу твердотельных управляющих СВЧ-приборов, основанный на импедансной модели слоистых полупроводниковых структур. Было показано, что слоистые структуры в общем случае представляют собой частотно-зависимый делитель СВЧ-напряжения, причем наличие дискретных слоев обусловливается не только и не столько технологией их изготовления, а существованием, по крайней мере, двух характерных пространственных зон - области пространственного заряда (ОПЗ) и необедненной (квазинейтр&тьной) зоны базы. Последняя в свою очередь может содержать дискретные слои полупроводникового материала. Перераспределение напряжений между характерными областями структуры приводит к резкому изменению ее линейных и нелинейных характеристик. Такой подход позволил, в частности, объяснить физические причины "инерционности" переключательных диодов, предсказать и использовать "аномальные" явления бис-табильности, разработать методы преодоления «частотного барьера» ограничителей мощности и др. Экспериментальная проверка подтвердила правильность проделанного анализа и дала возможность приступить к созданию новых управляющих твердотельных приборов [16, 17, 21, 22].

Следовало ожидать, что сходные причины лежат в основе частотных особенностей и "аномалий" других твердотельных приборов, в том числе варакторов.

Целями настоящей диссертации являются:

- анализ работы варакторных полупроводниковых структур в возможно более широком диапазоне частот с использованием в качестве отправной базы импедансной модели слоистой структуры [15, 18];

- выяснение факторов, оказывающих преимущественное влияние на спад нелинейной емкости и сопротивления варакторных диодов при повышении рабочей частоты;

- применение разрабатываемых методов к анализу перспективных типов варакторных структур;

- использование разрабатываемых подходов для выявления и устранения погрешностей при применении частотных методов измерения электрофизических параметров твердотельных структур.

Эти цели достигаются путем компьютерного анализа и моделирования, проведения вычислительных экспериментов в широком диапазоне параметров исследуемых структур и сравнения полученных результатов с результатами проводившихся экспериментальных исследований варакторных приборов.

Важное значение имеет условие вариации частоты в особо шиj роком диапазоне - от сверхнизких (-10"" Гц) до крайне высоких

I ^

-10 "Гц) частот. Выбор в данной работе столь широкого диапазона частот не предполагает, разумеется, что такие требования предъявляются к конкретным типам приборов и устройств в условиях промыш

1 ^ ленных разработок. Более того, частоты порядка 10'- Гц выходят за пределы технически освоенных диапазонов современной радиоэлектроники. Проводившиеся до настоящего времени физические исследования ограничивались значительно менее широкими участками частотного спектра (как правило, не более 3.7 декад). Прикладные исследования и разработки конкретных прйборов велись в еще более узких диапазонах частот, в результате чего до сих пор не могла быть выявлена истинная и достаточно полная картина частотной дисперсии.

Научная новизна диссертации заключается в получении аргументов, подтверждающих действенность импедансной модели в случае современных варакторных структур; в объяснении на основе этой модели частотных свойств варакторов и имеющихся "аномалий"; в выявлении факторов, в основном определяющих характеристики варакторов в интересующих диапазонах частот и открывающих пути их дальнейшего совершенствования.

Практическая значимость диссертации заключается в установлении взаимосвязи между техническими параметрами варакторных диодов (коэффициентом перекрытия по емкости, крутизной вольт-фарадной характеристики) и рабочей частотой, а также параметрами материала и профилем легирования полупроводниковой структуры. Понимание процессов, определяющих частотную дисперсию варакторов, и возможность их моделирования по разработанному в диссертации алгоритму открывают возможность ускорения, удешевления и оптимизации разработок приборов с заданными высокими параметрами при повышении быстродействия и рабочей частоты, а также дает возможность повысить информативность и достоверность частотных методов испытаний таких приборов. Практическое значение работы выходит за пределы класса диодов с нелинейной емкостью и распространяется на СВЧ-приборы ограничительного и переключательного классов, для функционирования которых импеданс-но-частотные характеристики также играют первостепенную роль.

На защиту выносятся следующие'йоложения:

1. Разработан вариант импедансной слоистой модели для анализа и синтеза варакторных структур, учитывающий межслоевое взаимодействие в режиме обратного смещения и обладающий высокой прогностической способностью частотных свойств и характеристик приборов с электрически управляемой емкостью.

2. Вопреки существующим представлениям о том, что "аномальные" частотные свойства полупроводниковых приборов в режиме обратного смещения в значительной мере определяются критерием - "успевает" или "не успевает" полупроводник следовать за изменениями напряжения, наиболее общей причиной резких изменений параметров структуры является существование макроскопического внутреннего импедансного делителя напряжения, приложенного к структуре, и частотно-зависимое межслоевое взаимодействие.

3. Повышение коэффициента перекрытия по емкости, достигаемое путем введения в варакторную структуру чередующихся сильнолегированных и слаболегированных слоев, сопровождается таким изменением частотных характеристик, при котором в СВЧ-или КВЧ-диапазоне происходит утрата достигнутого преимущества по коэффициенту перекрытия в сравнении с однородно-легированной структурой.

4. Разработанная модель позволяет избежать значительных ошибок, обусловленных выбором частоты, при которой производятся эквивалентные измерения параметров варакторов и родственных им полупроводниковых приборов, а также определение профиля легирования полупроводниковых структур.

Достоверность полученных результатов обеспечена применением современных вычислительных средств и использованием апробированных экспериментальных данных, полученных в результате независимых измерений при вариации физико-технологичесих параметров исследовавшихся образцов.

Диссертация выполнялась в соответствии с планом научных исследований РАН по проблеме "Физическая электроника", направление "Твердотельная электроника СВЧ".

Основные результаты по направлению диссертационных исследований изложены в статьях [23, 24, 25] и обсуждались на Шестой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов, состоявшейся весной 2000г. [26].

Содержание работы изложено в следующей последовательности.

В главе 1 излагаются существующие взгляды на работу варак-торной диодной структуры в режиме обратного смещения. Обсуждаются вопросы, связанные с представлением дифференциальной емкости и дифференциального сопротивления варакторов. Проведено сравнение эквивалентных схем и частотных свойств варакторов и линейных емкостей при однородном и неоднородном диэлектрическом наполнении. Излагается концепция слоистой полупроводниковой структуры в применении ее к варакторным диодам. Отмечается неизбежность существования частотой дисперсии параметров варактора ввиду резкого различия импедансов обедненной и необедненной областей структуры. Показана роль межслоевого взаимодействия, которое можно рассматривать как трансформацию импеданса обедненной области структуры к входу варакторного диода. Дано физическое объяснение спада дифференциальной емкости при повышении частоты, основанное на свойстве слоистой структуры, как частотно-зависимого импедансного делителя напряжения.

В главе 2 описывается физико-математическая модель варак-торной структуры, рассматриваются исходные соотношения для структур с однородным и ступенчатым распределением легирующей примеси варакторов с барьером Шоттки. Определяются емкости и шунтирующие сопротивления, характеризующие каждый из слоев. Обсуждается поэтапное изменение импедансной модели при вариации напряжения обратного смещения. Выявляются характерные частоты, вблизи которых в режиме обратного смещения происходят резкие изменения эквивалентных емкостей и сопротивлений полупроводниковой структуры.

В главе 3 с использованием разработанных машинных программ анализируются импедансные "аномалии" варакторов при однородном и ступенчатом распределении легирующей примеси. Приводятся типичные вольт-фарадные и частотные характеристики вертикальных структур с барьером Шоттки при отсутствии релаксационных процессов на поверхности и в объеме полупроводника. Показаны особенности областей спада емкостей и сопротивлений варакторов и их взаимного чередования при повышении рабочей частоты. В разделе, посвященном анализу частотных свойств ступенчатых структур, описано явление возрастания частотной дисперсии емкости структуры. Показаны условия, при которых это явление приводит к утрате преимуществ ступенчатых структур с точки зрения коэффициента перекрытия емкости в сравнении с аналогичными однородно-легированными структурами.

Произведено обобщение слоистой импедансной модели на поверхностно-ориентированные A/SM-структуры, выявлены области частотной дисперсии варакторов с двумерным электронным газом.

Глава 4 посвящена частотным методам измерения параметров полупроводниковых структур и использованию разработанной импе-дансной модели при определении профиля легирования и других параметров структур. Выявлены условия, при сочетании которых традиционно применяемые частотные методы приводят к значительным погрешностям и искажениям. Обоснован выбор частоты измерений, которым следует руководствоваться во избежание таких искажений.

Глава 5 посвящена сравнению результатов описанных вычислительных экспериментов с имеющимися типичными опытными данными. Значительное внимание уделено факту существования частотной дисперсии параметров варакторов и предполагавшимся до сих пор причинам обнаруженных частотных зависимостей. Результаты вычислений согласуются с экспериментальными данными не только по виду наблюдаемых зависимостей, но и по численным значениям характерных параметров.

Проводится обсуждение полученных результатов, отмечается действенность разработанных подходов к анализу и прогнозированию импедансно-частотных свойств приборов варакторного класса. Намечаются пути дальнейшего развития импедансной модели варакторных структур и, в частности, учета влияния поверхностных зарядов на им-педансные свойства структуры.

В Заключении подводятся итоги проведенных исследований и указываются пути использования полученных результатов.

В Приложениях приведены примеры экспериментальных характеристик, на которые имеются ссылки в 1-й и 5-й главах диссертации; приведены также дополнительные расчетные характеристики, полученные в ходе настоящей работы и детализирующие полученные зависимости, на которые опираются ряд выводов, имеющихся в гл.З. я

Заключение диссертации по теме «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах», Поляков, Михаил Юрьевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ щ

Исследования, выполненные по теме диссертации, были направлены на решение актуальной задачи электронной техники, связанной с развитием полупроводниковых варакторов (варикапов) и родственных им приборов с нелинейной электрически управляемой емкостью. Результаты настоящей диссертационной работы могут быть кратко сведены к следующему.

1. Проведен анализ работы варакторных и сходных с ними по своим свойствам полупроводниковых структур. На всех этапах анализа обращено внимание на четкое разграничение понятий и особенностей последовательных и параллельных эквивалентных емкостей и сопротивлений варакторов и на отличие упомянутых емкостей от барьерной емкости, непосредственно зависящей от приложенных постоянного и переменного напряжений. Основное внимание уделено структурам с барьером Шоттки и их импедансно-частотным особенностям и ."аномалиям". В качестве отправной базы использована слоистая импедансная физико-математическая модель, обоснованная и примененная в работах МЭИ ранее применительно к переключательным и ограничительным ВЧ- и СВЧ-приборам [15, 16, 21, 22]. С учетом специфики варакторных приборов в эту модель введены дополнения, обеспечивающие проведение вычислительных экспериментов для структур со ступенчатым профилем легирования.

2. Проведены систематические вычислительные эксперименты с типичными варакторными структурами, имеющими резкие границы, при вариации рабочей частоты от сверхнизких (f~ 10"" Гц) до

1 ^ крайне высоких частот (/МО " Гц). Сопоставлены, проанализированы предполагаемые факторы, способные оказывать влияние на характерные резкие изменения дифференциальных параметров варакторов при повышении рабочей частоты. Установлено, что по признакам величины спадов емкостей и сопротивлений варакторов в режиме нулевого или обратного смещения, а также по частотной протяженности этих спадов наиболее существенный вклад вносит то обстоятельство, что варакторная структура представляет собой частотно-зависимый им-педансный делитель напряжения, приложенного к варактору. Продемонстрирована роль частоты максвелловской релаксации для каждого из слоев, входящих в состав структуры, а также влияние емкости и сопротивления электронейтральной области базы.

3. Введено и обосновано понятие характеристической частоты варактора по критерию спада коэффициента перекрытия емкости. Показана информативность этого параметра наряду с другим раннее введенным аналогичным параметром - характеристической частотой слоистой диодной структуры, оцениваемой по уровню спада коэффициента деления напряжений между пространственными областями структуры.

4. Показана и подтверждена путем сопоставления с имеющимися экспериментальными данными [7, 11, 16, 37, 61] высокая прогностическая способность развитой импедансной модели варакторов. Показано, что при от-слойной активной части структуры в результате межслойного взаимодействия независимо от наличия других релаксационных явлений существуют т+1 областей спадов и "плато" емкостей и сопротивлений варакторов. Установлена закономерность чередования спадов, сдвинутых по частотам относительно друг друга. Показана роль этой закономерности при интерпретации результатов измерений во избежание необоснованных заключений и предположений о физических механизмах и их практических следствиях.

5. Установлено, что повышение коэффициента перекрытия по емкости и крутизны вольт-фарадной характеристики, являющееся желательным для многих применений варакторов, если оно достигнуто за счет введения чередующихся сильнолегированных и слаболегированных слоев, не сохраняется во всем диапазоне частот. Более того, начиная с некоторой достаточно высокой частоты, поддающейся надежному прогнозу, ступенчатые структуры утрачивают преимущества в сравнении с однородно-легированными варакторами, хотя такие преимущества имеются при более низких частотах.

6. Показана актуальность и эффективность разработанной импедансной модели варакторов для анализа новой разновидности СВЧ-приборов неваракторного класса, предназначаемых для работы в качестве самоуправляемых защитных ограничителей мощности [41]. Установлено, что в таких приборах, также имеющих ступенчатое распределение легирующей примеси, в рабочем участке СВЧ-диапазона происходит "исчезновение" варакторного эффекта. Это, однако, способствует улучшению параметров самоуправляемых защитных устройств и продвижению их в коротковолновый участок СВЧ-диапазона.

7. Сделана попытка распространения подходов, основанных на импедансной модели варакторов с сосредоточенными параметрами, на случай поверхностно-ориентированнных MSM-приборов с распределенными параметрами (модель длинной линии - ТЬЩ. Проведено критическое сопоставление полученных результатов с зарубежными экспериментально-теоретическими исследованиями, указаны поправки, актуальные для разработок и исследований новых типов интегральных варакторов с двумерным электронным газом.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Поляков, Михаил Юрьевич, 2000 год

1. Берман Л.С. Введение в теорию варикапов. JL: Наука, 1968.

2. Penfield P., Rafuse R.P. Varactor applications. Cambridge: MIT Press,1962.

3. СВЧ-полупроводниковые приборы и их применение / Под ред.

4. Г. Уотсона.-М.: Мир, 1972.

5. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984:кн. 1,2.

6. O'Hearn W.F., Chang Y.F. An analysis of the frequency dependence ofthe capacitance of abrupt P-N junction semiconductor devices // Solid-State Electronics. 1970. Vol.13. № 4. P.473-483.

7. Crowell C.R., Nakano K. Deep level impurity effects on the frequencydependence of Schottky barrier capacitance // Solid-State Electronics. 1972. Vol.15. № 6. P.605-610.

8. Берлин A.C., Давыдов B.M., Каусов С.Ф., Пильдон В.И. О частотной зависимости параметров варакторов / В сб. "Полупроводниковые приборы и их применение" / Под ред. Я.А.Федотова. М.: Сов. радио, 1973. Вып 27. С.49-56.

9. Marso М., Horstmann М., Hardtdegen Н. et al. Electrical behavior ofthe InP/InGaAs based MSM-2DEG diode // Solid-State Electronics. 1997. Vol.41. № l.P.25-31.

10. Аронов B.JI., Федотов Я.А. Испытание и исследование полупроводниковых приборов. М.: Высш. школа, 1975.

11. Берман Л.С., Лебедев А.А. Емкостная спектроскопия глубоких центров в полупроводниках. Л.: Наука, 1981.

12. Стриха В.И., Бузанева Е.В., Радзиевский И.А. Полупроводниковые приборы с барьером Шоттки. М.: Сов. радио, 1974.

13. White J.F. Microwave semiconductor engineering N.Y.: Van., о1. Nostrand, 1982.

14. Лебедев И.В., Шнитников А.С., Купцов Е.И. Твердотельные СВЧ ограничители проблемы и решения .// Радиоэлетроника (Изв. высш. учеб. заведений). 1985. Т.28. 10. С.34-41.

15. Ропий А.И., Старик A.M., Шутов К.К. Сверхвысокочастотные защитные устройства.- М.: Радио и связь, 1993.

16. Лебедев И.В. Нелинейные свойства и характеристики СВЧ pin-диодов //Радиоэлектроника (Изв. высш. учеб. заведений). 1992. Т.35. № 10. С.17-26.

17. Лебедев И.В., Дроздовский Н.В. Бистабильность и электронный гистерезис амплитудных характеристик pin-диодных структур // Радиотехника и электроника. 1993. Т.38. N° 9. С. 1696-1704.

18. Лебедев И.В. Новые взгляды на импедансные характеристики полупроводниковых СВЧ-приборов // Вестник МЭИ, 1995. N° 2.1. С.19-29.

19. Лебедев И.В., Шнитников А.С. Характеристическая частота полупроводниковой диодной структуры // Радиотехника и электроника. 1996. Т.41. № 6. С.750-758.

20. Lebedev I.V., Shnitnikov A.S., Dyakov I.V., BorisovaN.A. Impedance properties of high-frequency PIN diodes // Solid-State Electronics. 1998. Vol.51. № 1. P.121-128.1. Л)

21. Дроздовский Н.В. Нелинейные свойства и электронный гистерезис твердотельных СВЧ-структур и их применение в переключателях и ограничителях мощности: Дисс. канд. техн. наук.1. М, 1993.

22. Дроздовская JI.M. Частотные свойства и характеристики обрат-носмещенных pin-диодных структур: Дисс. канд. техн. наук. М., 1997.

23. Лебедев И.В., Поляков М.Ю. Частотная зависимость последовательной емкости и последовательного сопротивления слоистых полупроводниковых структур // Доклады Академии Наук. 1999. Т.368. № 2. С.181-183.

24. Лебедев И.В., Поляков М.Ю., Берлин А.С. Особенности частотных характеристик варакторных полупроводниковых структур // Электромагнитные волны и электронные системы. 2000. Т.5. № 4.1. С.25-33.

25. Лебедев И.В., Поляков М.Ю. Частотные свойства ступенчатых варакторных структур // Радиотехника и электроника. 2001. Т.46.1. J\2 3. С. W-5-Oi.

26. СВЧ-устройства на полупроводниковых диодах. Проектированиеи расчет / Под ред. И.В.Мальского и Б.В.Сестрорецкого. М. :Сов. Радио, 1969.

27. Валиев К.А., Пашинцев Ю.И., Петров Г.В. Применение контакта металл-полупроводник в электронике.- М.: Радио и связь, 1981.

28. Полупроводниковые приборы в схемах СВЧ / Под ред. М.Хауэса и Д.Моргана. -М: Мир, 1979.

29. Эткин B.C., Гершензон Е.М. Параметрические системы на полупроводниковых диодах. -М.: Сов. Радио, 1964.

30. Kim D.-W., Lee J.-J., Kwon Y.-S., Hong S.-C. Characteristics of an area-variable varactor diode // IEEE Trans, on Electron Devices. 1996. Vol.44. № ll.P.2053-2057.

31. Хиппель A.P. Диэлектрики и волны / Пер. с англ. под ред. Н.Г.Дроздова. М.: Изд-во иностр. литературы, 1960.

32. Гусятинер М.С., Горбачев А.И. Полупроводниковые сверхвысокочастотные диоды. М.: Радио и связь, 1983.

33. Nicollian Е.Н., Goetzberger A. The Si Si02 interface - electrical properties as determined by the metal-insulator-silicon conductance technique // Bell System Technical Journal. 1967. Vol.46. jn» 6. P.1055 - 1133.

34. Werner J., Levi A.F.J., Tung R.T. et al. Origin of the excess capacitance at intimate Schottky contacts // Phys. Rev. Letters. 1988. Vol.60. jYo l.P.53-56.

35. Chang J. J., Forster J.H., Ryder R.M. Semiconductor junction varactors with high voltage-sensitivity// IEEE Trans, on Electron Devices, 1963. Vol.10. № 4. P.281-287.

36. Тищенков H.T. Исследование вольт-фарадной характеристики структур металл-эпитаксиальный GaAs// Электронная техника. Сер.2 Полупроводниковые приборы. 1979. № 4. С.18-25.

37. Vasudev Р.К., Mattes B.L., Petras Е., Bube R.H. Excess capacitance and non-ideal Schottky barriers on GaAs // Solid-State Electronics. 1976. Vol.19. №7. P.557-559.

38. Першенков B.C., Попов В.Д., Шальнов А.В. Поверхностные радиационные эффекты в ИМС. М.: Энергоатомиздат, 1998.

39. Лебедев И.В., Шнитников А.С. Новый ограничительный СВЧ-диод// Радиоэлектроника (Изв. высш. учеб. заведений). 1993. Т.36. №10. С.3-16.

40. Патент РФ №2003208 С1, кл. H01L29/06. Полупроводниковый ограничительный диод / И.В.Лебедев. А.С.Шнитников // Открытия. Изобретения. 1993. Бюлл. № 41 42.

41. Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы электротехники. М: Гос-энергоиздат, 1955.

42. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Т.1. М.: Высш. школа, 1970.

43. Батавин В.В. Контроль параметров полупроводниковых материалов и эпитаксиальных слоев. М.: Сов.радио, 1976.

44. Никулов В.В., Тезикова Л.А., Рябов В.Н. Исследование профиля легирования эпитаксиальных структур на кремнии вольт-фарадным методом // Электронная техника. Сер.1. Электроника СВЧ. 1985. Вып.2. С.42-44.

45. Nicollian Е.Н., Hanes М.Н., Brews J.R. Using the MIS capacitor for doping profile measurements with minimal interface state error // IEEE Trans, on Electron Devices. 1973. Vol. 20. № 4. P.380-394.

46. Baccarini G., Rudan M. Interpretation of C-V measurements for determining the doping profile in semiconductors // Solid-State Electronics. 1980. Vol.23. № 1. P.65-71.

47. Hilibrand J:, Gold R.D. Determination of the impurity distribution in junction diodes from capacitance-voltage measurements // RCA Review. 1960. Vol.21. № 2. P.245-252.

48. Высокочастотные вольт-емкостные измерения в тонкопленочных эпитаксиальных арсенндогаллиевых структурах / Н.Б. Горев, Т.В. Макарова, Е.Ф. Прохоров и др. // Микроэлектроника, 1995. Т.24. М> 1. С.44-47.

49. Шалимова К.В. Физика полупроводников. М.: Энергия, 1976.

50. Kostylev S.A., Prokhorov E.F., Gorev N.B., Kodzhespirova I.F. Peculiarities of high-frequency C-V measurements in n-type GaAs thin-film structures // Solid-State Electronics. 1997. Vol.41. № 5. P.784-786.

51. McDaid E.J., Hall. S., Eccleston W., Alderman J.C. Interpretation of capacitance-voltage characteristics of silicon-on-insulator (SOI) capacitors// Solid-State Electronics. 1989. Vol.32. № 1. P.65-68.

52. Prokhorov E., Gonzalez-Hernandez J., Gorev N.B. Capacitance-voltage profiling of GaAs metal-conductor field-effect transistors and geometrical interelectrode capacitance // 9th Internat. Crimean Conf. "Microwave andTelecomm. Technol.", 1999. P.264-265.

53. Castagne R., Vapaille A. Description of the Si02-Si interface properties by means of very low frequency MOS capacitance measurements // Surface Science. 1971. Vol. 28. № 1. P. 157-193.

54. Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерений. / Под ред. Н.Н. Горюнова, Ю.Р. Носова-М.: Сов. радио, 1968.

55. Расчет эксплуатационных характеристик и применение электрических конденсаторов. / Б.Т. Беленький, П.Н. Бондаренко, М.Э. Борисова и др. М.: Радио и связь, 1988.

56. Борисова М.Э., Койков С.Н. Анализ абсцрбционных и частотных характеристик диэлектриков на основе модельных эквивалентных схем. // Электричество. 1988. № 4. С. 66-70.

57. Ермуратский В.В., Ермуратский П.В. Конденсаторы переменного тока в тиристорных преобразователях. М.: Энергия, 1979.

58. Iniewski К., Balasinski A., Beck R. В., Jakubowski A. Series resistance in a MOS capacitor with a thin gate oxide // Solid-State Electronics. 1989. Vol.32. № 2. P. 137 140.

59. Стриха В.И. Контактные явления в полупроводниках. Киев: Ви-ща школа, 1982.

60. English F.L. Capacitance and resistance measurements of Ti02 rectifying barriers. // Solid-State Electronics. 1968. Vol. 11. № P.473 -4~9.

61. Die Isolierstoffe der Elektrotechnik / K.W. Wagner. Theoretische Grundlagen.-Berlin: Springer Verlag, 1924. S. 1 -59.

62. Levine J.D. Schottky-barrier anomalies and interface states // Journal of Applied Physics. 1971. Vol.42. № 10. P.3991-3999.

63. Deneuvilk A. Characterization of the interface states at Ag/Si interface from capacitance measurements // Journal of Applied Physics. 1974. Vol.45. Л*2 7. P.3079-3084.

64. Szatkowski J., Sieranski K. Simple interface-layer model for the non-ideal characteristics of the Schottky-barrier diode // Solid-State Electronics. 1992. Vol.35. № 7. P.1013-1015.

65. Eer Nisse E.P. Accurate capacitance calculations for PN junction containing traps //Applied Physics Letters. 1971. Vol.18. № 5. P. 183 186.

66. Evans H.L., Wu X., Yang E.S. Measuremeni of interface states in palladium silicon diodes // Journal of Applied Physics. 1986. Vol.60. № 10. P. 3611 -3615.

67. Безрядин H.H., Дронов А.С., Кузьменко T.A. и др. Электронные состояния на границе раздела кремний-селенид кремния // Микроэлектроника. 1988. Т.27. Х° 6. С. 408-411.

68. Cooper J.A., Schwartz R.J. Electrical characteristics of the Si02-Si interface near midgap and in weak inversion // Solid-State Electronics. 1974. Vol.17. №7. P.641-654.

69. Brunson K.M., Sands D., Thomas В., Reehal H.S. The density of localized states at the semi-insulating polycristalline and single-crystal silicon interface // Journal of Applied Physics. 1986. Vol.60. № 10.1. P.3599 3604.

70. Chattopadhay P., Ray Chaudhuri B. Frequency dependence of forward capacitance-voltage characteristics of Schottky barrier diodes // Solid-State Electronics. 1993. Vol.36. № 4. P.605-610.

71. Константинов О.В., Мезрин О.А. Влияние последовательного сопротивления диода Шоттки на его последовательную емкость // Физика и техника полупроводников. 1983. Т. 17. Вып.2. С.305-311.

72. Wiley J.D., Miller G.L. Series resistance effects in semiconductor CY profiling // IEEE Trans, on Electron Devices. 1975. Vol.22. JNe 5.1. P.265-272.

73. Лебедев А.А., Лебедев А.А., Давыдов Д.В. Емкостные измерения в случае сильной зависимости последовательного сопротивления базы диодз от приложенного напряжения // Физика и техника полупроводников. 2000. Т.34. Вып.1. С. 113-116.

74. Дмитриев А.Г., Наследов Д.Н., Царенков Б.В. импеданс GaAs р-п переходов, легированных Si // Физика и техника полупроводников. 1971. Т.5. Вып.11. С.2101-2110.

75. Moline R.A., Foxhall G.F. Ion implanted hyperabrupt junction voltage variable capacitors // IEEE Trans, on Electron Devices. 1972. Vol.19. № 2. P.267 273.

76. Леонов В.В., Карацюба А.П. Оптимизация структур сверхрезких варикапов // Электронная техника. Сер. 2. Полупроводниковые приборы. 1979. Вып. 4.С. 26 39.

77. Поляков А.В. Однокаскадные умножители частоты сверхвысокой кратности на диодах с накоплением заряда для синтезаторов частоты // Электронная техника. Сер Л. Электроника СВЧ. 1986. Вып.З. С.23-28.

78. Субашев В.К., Тучкевич В.М. Интерпретация результатов измерений неоднородных сопротивлений на разных частотах // Журналтехнической физики. 1947. Т.17. № 2. С.177-194.

79. Берман Л.С. Емкостные методы исследования полупроводников. -Л.: Наука, 1972.

80. Murphy А.Т., Young F.J. High frequency performance of multilayer capacitors. // IEEE Trans. On Microwave Theory and Technique. 1955. Vol. 43. №9. p. 2007-2015.

81. Louhi J.T., Raisanen A.V. On the modeling and optimization of Schottky varactor frequency multipliers at submillimeter wavelengths // IEEE Trans. On Microwave Theory and Technique. 1995. Vol.43. № 4. Part II. P.922-926.

82. Philatov N.I., Yakovlev D.G., Nakropin B.O. A system of mixed device-circuit modeling for personal computers // Solid-State Electronics. 1993. Vol.36. № 3. P.463-473.1J1. Рис.Ш Л.

83. Экспериментальные зависимости параллельной емкости и параллельного сопротивления n-Si варактора, приведенные в работе 11.1. С, пФ0,80,70,6см0,5 0,61. А У 0,01 ГГц 4 Ч 5 j 1 9,05 ГГц\ V i i ! 2 о-исм 46 10((р-и),в

84. Рис. 4. Зависимость С (ср-н) для ряда частот (<р = 0,6 В).1. Рис.П1.2.

85. Экспериментальные вольт-фарадные характеристики n-Si варактора, приведенные в работе 7.1 <3 (<р

86. Зависимость С от (р U после температурных обработок для W/n - GaAs:о о1. исходная структура; 2) 350 С; 3) 400 С; 4) 450 °С; 5) 500 °С.1. Рис.Ш.З.

87. Вольт-фарадные характеристики n-GciAs варактора по работе 37.двухслойного1. Рис.Ш.4.