Современная электроника №3/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2020 Таблица 7. Результаты измерений p-i-n-GaAs-структур после Al 2 O 3 ALD-нанопассивации на установке Picosun (Финляндия) <== В с шагом 5 В +AI 2 O 3 (ALD)_P145 28.03.2016 12:45 29.03.2016 17:26 29.03.2016 17:57 29.03.2016 18:24 29.03.2016 18:59 В 25°C 25°C 150°C 200°C 25°C 0 5 2,23Е-10 2,29Е-10 2,00Е-06 2,08Е-05 5,54Е-10 10 3,85Е-10 2,71Е-10 2,19Е-06 2,23Е-05 7,44Е-10 15 6,87Е-10 3,15Е-10 2,31Е-06 2,34Е-05 7,64Е-10 20 1,21Е-09 3,72Е-10 2,39Е-06 2,43Е-05 7,73Е-10 25 1,90Е-09 4,49Е-10 2,49Е-06 2,52Е-05 7,86Е-10 30 2,92Е-09 5,50Е-10 2,56Е-06 2,59Е-05 7,99Е-10 35 4,39Е-09 6,85Е-10 2,63Е-06 2,72Е-05 8,13Е-10 40 6,11Е-09 8,94Е-10 2,70Е-06 2,80Е-05 8,30Е-10 45 8,41Е-09 1,17Е-09 2,74Е-06 2,80Е-05 8,46Е-10 50 1,19Е-08 1,56Е-09 2,81Е-06 2,90Е-05 8,61Е-10 55 1,62Е-08 2,04Е-09 2,85Е-06 2,88Е-05 8,80Е-10 60 2,24Е-08 2,59Е-09 2,91Е-06 2,92Е-05 8,98Е-10 65 3,00Е-08 3,40Е-09 2,96Е-06 2,97Е-05 9,10Е-10 70 3,98Е-08 4,45Е-09 3,01Е-06 3,05Е-05 9,30Е-10 75 5,14Е-08 5,80Е-09 3,05Е-06 3,10Е-05 9,51Е-10 80 6,46Е-08 7,57Е-09 3,08Е-06 3,19Е-05 9,74Е-10 85 7,89Е-08 9,65Е-09 3,13Е-06 3,22Е-05 1,03Е-09 90 9,44Е-08 1,24Е-08 3,19Е-06 3,26Е-05 1,03Е-09 95 1,11Е-07 1,56Е-08 3,24Е-06 3,26Е-05 1,08Е-09 100 1,26Е-07 1,97Е-08 3,28Е-06 3,27Е-05 1,09Е-09 110 1,42Е-07 2,54Е-08 3,31Е-06 3,36Е-05 1,16Е-09 120 1,57Е-07 3,36Е-08 3,44Е-06 3,40Е-05 1,22Е-09 130 1,72Е-07 4,41Е-08 3,54Е-06 3,59Е-05 1,28Е-09 140 1,85Е-07 5,77Е-08 3,60Е-06 3,65Е-05 1,35Е-09 150 1,99Е-07 7,77Е-08 3,68Е-06 3,69Е-05 1,44Е-09 160 2,11Е-07 1,04Е-07 3,80Е-06 3,81Е-05 1,52Е-09 170 2,23Е-07 1,38Е-07 3,90Е-06 3,82Е-05 1,62Е-09 180 2,35Е-07 1,83Е-07 3,98Е-06 3,91Е-05 1,72Е-09 190 2,47Е-07 2,43Е-07 4,06Е-06 3,99Е-05 1,82Е-09 200 2,59Е-07 3,23Е-07 4,16Е-06 4,10Е-05 1,94Е-09 алах IEEE по результатам семинара SED- 2019 [11], а сравнительные характери- стики приведены в таблицах 2, 5 и 6. Горизонтальные n-канальные и p-канальные HJSBD предназначены для СВЧ-целей вплоть до 100 ГГц, а мощ- ные силовые СВЧ-диапазона HJSBD (10–50 В) предназначены для силово- го питания в исполнении СВЧ-силовых конверторов (цифровая экономика, 6G, СВЧ приёмо-передающие устройства, GPS и другие). Квантовые вентили Структура LPE GaAs-квантового венти- ля чрезвычайно проста. Она выполнена из кристалла изолятора ( ρ > 10 9 Ом•см) – i- Si GaAs Si . В анодной и катодной областях i- Si GaAs Si изолятора (N Si < 10 15 cм –3 ) выпол- няются барьерыШоттки из тугоплавких металлов (Ni, Mo, Pt, Ti и др.). Наиболее предпочтительны W и Mo (ТКР абсо- лютно идентичен ТКР кристалла GaAs). Поверхность i- Si GaAs Si -кристалла покры- вается тонкими слоями или комби- нацией слоёв Al 2 O 3 ; AlN; Si 3 N 4 ; TiO 2 и др., которые имеют большую ширину запрещённой зоны – от 5,1 эВ (Si 3 N 4 ) до ≥ 8 эВ (Al 2 O 3 ). Большаяширина запре- щённой зоны просветляющих покры- тий гарантирует прозрачность как во всём рабочем ИК-диапазоне, так и практически во всём видимом оптиче- ском диапазоне длин волн (до 0,4 мкм) и далее до начального ультрафиолета. При воздействии на прямосмещён- ный изолятор i- Si GaAs Si лазерного пучка на волне, близкой к энергии запрещён- ной зоны GaAs (1,43 эВ) с плотностью квантов вблизи 10 17 –10 18 см –2 , в изоля- торе i- Si GaAs Si образуется ЭДП-плазма с падением сопротивления кристалла i- Si GaAs Si на 10 порядков. При коммутации прямого смещения на обратное, то есть блокирующее напряжение, происходит процесс дрейфово-рекомбинационного рассасывания заряда ЭДП-плазмы. На основе SMART квантово-вен- тильного ключа можно постро- ить цепи «защиты слива» в DC-цепях СВЧ-трактов от сверхмощных элек- тро-магнитных импульсов (ЭМИ). К примеру, типовые 24-вольтовые цепи можно защитить квантовыми венти- лями со временем срабатываниия («КЗ по входу», то есть слив мощного много- киловаттного ЭМИ) за ≈ (1…5) × 10 –12 с. Приэтом, конечно, своевременно должен сработать лазерный фемтодиод с GaAs 5-вольтовымили 10-вольтовымдрайве- ромуправления лазернымдиодом, допу- стим на волне 0,85 мкм. Возбуждающи- миэлементамиобразования скоростной лавинымежду анодомикатодомслужат амфотерные атомы кремния, генериру- ющие «стартаповскую лавинизацию». Энергия генерацииэлектроновидырок с амфотерных Si-центров в i- Si GaAs Si в 2раза меньше энергиифотоэффекта в GaAs. По совокупности статических, дина- мических параметров, температуро- и спецстойкости LPE GaAs-диоды обла- дают внеконкурентными свойствами. Проблемы. Конкуренты Первое предложение по созданию гиперскоростной энергоплотной радиационно-стойкой силовой GaAs- элементной базы от авторов статьи поступило в государственные инсти- туты в 2010 году. Такая база была бы полезной для гиперзвуковых аппара- тов, поскольку удваивается рабочая температура ЭКБ в сравнении со стан- дартами «Климат-7» (РФ) и MILSTD 810G (США), к тому же радиационная стойкость выше на порядок.