Дипломная (вкр): Исследование влияния формы контактных площадок на параметры возникающих колебаний тока в полуизолирующем GaAs

3. Анализ результатов экспериментального исследования влияния формы контактных площадок в мезапланарных структурах на основе высокоомного GaAs

В ходе проведения эксперимента были получены следующие вольт-амперные характеристики для мезапланарных структур с различной формой контактных площадок.

ВАХ плоскопараллельных контактов

ВАХ плоско - заостренных контактов

ВАХ встречно - заостренных контактов

ВАХ вогнуто - заостренных контактов

По представленным ВАХ можно сделать вывод о том что, воспроизводимость результатов в большей степени удовлетворительна. Отличие ВАХ одних и тех же форм контактных площадок различных структур может быть связан как с несовершенством технологии, так и с наличием чужеродных разрязнителей на поверхности структур. Стоит отметить, что по величине падающего участка ВАХ можно судить о величине возникающих колебаний тока. Наибольший пиковый ток был зарегистрирован на вогнуто - заостренных формах контактных площадок. Также из ВАХ можно выделить интервалы пороговых напряжений. Образование интервалов также может быть связанно с несовершенством технологии, а также с разогревом образца.

Результаты полученных значений пороговых напряжений для разных форм контактных площадок представлены в виде функций распределения по частоте детектирования того или иного порога [Приложение, Таблицы 2-5].

Как видно из полученных функций распределения, наибольшей устойчивостью порогового напряжения и, одновременно, наименьшим его величиной, обладает плоско - параллельная форма контактной площадки. Наличие высоких пороговых напряжений может быть связанно с различными дефектами на поверхности структуры.

Вогнуто - заостренная форма также обладает удовлетворительной устойчивостью порогового напряжения, в сравнении с оставшимися двумя формами, которые имеют очень размытый характер распределения.

Ввиду построенных экспериментальных распределений можно сделать однозначный вывод, что форма контактных площадок в значительной степени влияет на значение порогового напряжения.

Результаты полученных значений амплитуды сигнала для разных форм контактных площадок представлены в виде функций распределения по частоте детектирования того или иного значения амплитуды[Приложение, Таблицы 6-9].

Анализ функции распределения по амплитуде в зависимости от формы контактных площадок показал, что плоско - параллельная форма контактных площадок обладает хорошей степенью устойчивости токовых колебаний по амплитуде, однако это косвенно говорит о том, что на этой форме контактных площадок число генераций является небольшим ~2 [Приложение, Таблица 14]. Плоско - заостренная и вогнуто - заостренная формы контактных площадок имеют самое устойчивое распределение по амплитуде, они же имеют наибольшее число устойчивых генераций тока [Приложение, Таблица 14] и охватывают большой интервал значений амплитуды.

Встречно - заостренная форма колебаний имеет очень размытое распределение по амплитуде, а также обладает малым количеством устойчивых генераций тока [Приложение, Таблица 14].

Из всего вышесказанного, следует вывод о том, что форма контактных площадок в значительной степени влияет и на амплитуду возникающих токовых колебаний. Наиболее пригодными к применению по итогам анализа являются формы плоско - заостренная и вогнуто - заостренная.

Результаты полученных значений частоты токовых колебаний для разных форм контактных площадок представлены в виде функций распределения [Приложение, Таблицы 2-5].

Из всех представленных распределений стоит отметить то, что плоско - заостренная форма имеет очень большую устойчивость по частоте, а также обладает ее наибольшим значением. Из этого следует вывод, что используемая технология вполне пригодна для изготовления контактов этого типа и может обеспечить хорошую воспроизводимость результатов. Однако, формы встречно - заостренная и вогнуто - заостренная обладают большим интервалом частот, но менее устойчивыми колебаниями тока.

Следует отметить также и весьма удовлетворительное распределение по частоте плоско - параллельной формы, но оно обладает меньшим значение частоты, в сравнении с плоско - заостренной формой.

Очевидно, что наиболее пригодными, в случае получения наибольшей выделенной частоты колебаний тока, является плоско - заостренная форма.

Для представления влияния формы контактных площадок на форму возникающих колебаний рассмотрим следующие осциллограммы.

Плоско - параллельная форма контактных площадок:

Осциллограмма 1.

Осциллограмма 2.

Плоско - заостренная форма контактных площадок:

Осциллограмма 3.

Осциллограмма 4.

Встречно - заостренная форма контактных площадок:

Осциллограмма 5.

Осциллограмма 6.

Вогнуто - заостренная форма контактных площадок:

Осциллограмма 7.

Осциллограмма 8.

Из представленных осциллограмм 1-8, можно сделать вывод о том, что форма контактных площадок не оказывает влияния на форму возникающих колебаний тока. Они представляют собой пикообразные колебания с резким подъемом и резким, но сглаженным спуском.

Заключение

Анализ полученных данных позволил установить степень влияния формы контактных площадок на параметры токовых колебаний и форму колебаний тока в мезапланарных структурах на основе высокоомного GaAs.

1) Основным выводом квалификационной работы является то, что форма контактных площадок в значительной степени влияет на параметры возникающих колебаний тока. Различные формы контактных площадок, указывают на то или иное достоинство генерируемых колебаний. по результатам общего анализа наибольший интерес представляют 2 формы контактных площадок, а именно, плоско - заостренная и вогнуто - заостренная. Результатом этого может быть более упорядоченное распределения поля на этих формах.

2)      Было выяснено, что форма контактных площадок не влияет на форму генерируемых колебаний. Анализ работ [4-6] показал, что возможным фактором влияющим на форму колебаний токовых осцилляций, может является сама активная среда. Также это может быть связанно с тем что все процессы рекомбинации заряда происходят не между контактами, а под одним из них.

Список используемых источников

1.Муравский Б.С., Григорян Л.Р., Рубцов Г.П., Черный В.Н. Перспективы использования рекомбинационной неустойчивости тока в функциональной электронике //

.Щука А.А. Функциональная электроника // Успехи современной радиоэлектроники. 2004. № 5-6. С. 149-168.

.Бонч-Бруевич В.Л., Звягин И.П., Миронов А.Г. Доменная электрическая неустойчивость в полупроводниках. М.: Наука, 1972. 416 с.

.Ибрагимов Х.О., Алиев К.М., Камилов И.К., Абакарова Н.С. Рекомбинационная неустойчивость и двойное S-переключение в p-Ge(Au) // ЖТФ. 2003. Т. 29(3). С. 82-88.

.Успехи физических наук // 1969. Т. 98(4). С. 736-738.

.Муравский Б.С., Куликов О.Н., Черный В.Н. Рекомбинационная неустойчивость тока в эпитаксиальных p+-n-структурах с локально введенными в n-область примесными атомами и определение параметров глубоких центров на ее основе // ФТП. 2003. Т. 4(37). С. 393-397.

.Многочастотная генерация в параллельных высокоомных планарно-эпитаксиальных структурах на основе арсенида галлия

.Михайлов А.И, Митин А.В., Кожевников И.О., Особенности возникновения устойчивых колебаний тока большой амплитуды в длинных высокоомных планарно-эпитаксиальныхструктурах на основе арсенида галлия

Приложение

Таблица 2.

Таблица 3.

Таблица 4.

Таблица 5.

Таблица 6.

Таблица 7.