Mavzu: GaAs asosidagi mikroelektron qurilmalar

Toshkent Davlat Transport Universiteti

MUSTAQIL ISH

Mavzu: GaAs asosidagi mikroelektron qurilmalar.

Bajardi:_________________

Tekshirdi:________________
Toshkent 2023

Reja:
1.Xususiyatlarning qiyosiy tavsiflari GaAs va Si

2. GaAs asosidagi diodlar.
3. Maydon tranzistorlari.

Mavzu: GaAs asosidagi mikroelektron qurilmalar
1.Xususiyatlarning qiyosiy tavsiflari GaAs va Si
GaAs ning bir qator fizik xususiyatlari uni mikroelektronika texnologiyasi uchun eng qiziqarli yarimo'tkazgichlardan biriga aylantiradi. Ushbu materialning ba'zi asosiy xususiyatlari jadvalda keltirilgan:





Rasm: Tarmoqli diagrammalar: GaAs (a), Si (b)
Avvalo shuni ta'kidlash kerakki, GaAs ning yarimo'tkazgichli qurilmalar uchun asosiy material sifatidagi asosiy afzalliklari uning energiya diapazonlarining strukturaviy xususiyatlari bilan belgilanadi. 19.2-rasmda GaAs va Si ning klassik tarmoqli diagrammalari ko'rsatilgan. Tarmoqli diagramma an'anaviy tarzda qurilgan. Abtsissa bu yerda Briluen zonasidagi bir qancha yoʻnalishlari uchun toʻlqin vektorining qiymatlarini, ordinata esa elektron holatlarning energiyalarini koʻrsatadi.
GaAs va Si o'rtasidagi sezilarli farqlar energiyaning bog'liqligi tabiatida to'lqin vektoridagi o'tkazuvchanlik bantlari. Kattaroq tarmoqli bo'shlig'i tufayli GaAsdagi elektronlar va teshiklarning ichki kontsentratsiyasi Si ga qaraganda pastroqdir, shuning uchun nazariy jihatdan GaAs juda yuqori qarshilikka ega bo'lishi mumkin. Bu santimetr va millimetr to'lqin uzunligi diapazonlarida ishlash uchun mo'ljallangan IClarda dielektrik sifatida bunday materialdan foydalanish, shuningdek, raqamli IClarda tuzilmalarni izolyatsiya qilish imkonini beradi.
Bundan tashqari, kattaroq tarmoqli bo'shlig'i silikondan yuqori haroratlarda ishlaydigan qurilmalarni yaratishga imkon beradi.
Yuqorida aytib o'tilganidek, materialning eng muhim xususiyatlaridan biri past quvvatli elektr maydonlarida yuqori (kremniyga qaraganda olti baravar yuqori) elektron harakatchanligi bo'lib, bu potentsial ravishda yaxshilangan xususiyatlarga ega mikroto'lqinli qurilmalarni yaratishga imkon beradi. Birlamchi bo'lmagan tashuvchilarning qisqa umr ko'rish muddati va kremniynikidan kattaroq tarmoqli bo'shlig'i GaAsni radiatsiyaga chidamli qurilmalar va integral mikrosxemalar yaratish uchun juda istiqbolli materialga aylantiradi.
Yuqori sifatli qurilmalarni ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan GaAs substratlarida AIIIVV materiallarining heterostrukturalarini yaratish uchun ko'plab tadqiqotchilar epitaksial plyonkalarni etishtirishning ancha murakkab usullarini ishlab chiqdilar. Shu bilan birga, bunday heterostrukturalarning optik xususiyatlari yagona GaAs kristalida raqamli, mikroto'lqinli va optik qurilmalarning elementlarini yaratish uchun haqiqiy istiqbollarni ochadi.
Shu bilan birga, mikroelektronika texnologiyasida GaA lardan foydalanishdan olinadigan foydalarni amaliy amalga oshirishga to'sqinlik qiluvchi sabablar mavjud. Gallium arsenidining asosiy kamchiligi shundaki, u ikki komponentli birikma bo'lib, shuning uchun texnologik jarayonlarda maksimal haroratni pasaytirish kerak, bu esa strukturaning sirt tarkibining dissotsiatsiyasini oldini oladi. Kremniy qurilmalarini ishlab chiqarishda keng qo'llanilgan diffuziyali doping, GaAs ga o'tishda amalda nomaqbul bo'lib chiqdi. Galliy arsenidi ham barqaror, tabiiy ravishda hosil bo'ladigan oksidga ega emas, uni kremniydan olish imkoniyati birinchi silikon MOР-tranzistorlarini ishlab chiqarish texnologiyasini yaratishda muhim omil bo'lgan. GaAs sirti texnologik jarayonlarda qo’llaniladigan turli kimyoviy moddalar ta’siriga ham ko’proq moyil bo’lib, ayrim hollarda bu jarayonlarni amaliy amalga oshirishga prinsipial yangicha yondashuvni ishlab chiqishni talab qiladi. Bundan tashqari, GaAs juda mo'rt materialdir va qayta ishlash jarayonida yo'q qilinadi.