Efectos de la implantación iónica de boro sobre el aislamiento eléctrico entre MESFET's en circuitos integrados de GaAs

Abstract

Al principio de los años 60, aparecieron los primeros transistores FET en Arseniuro de Galio. En el instante en que el silicio se imponía de forma definitiva al germanio, la aparición de este nuevo material venía justificada por múltiples razones: a) El material GaAs de tipo N presenta unas propiedades de transporte muy buenas; b) Se pueden conseguir alturas de barrera Schottky elevadas, con diversidad de metales (Al,Pt,Ti,...), obteniéndose diodos con un factor de calidad excelente y un valor de la corriente en inverso baja; c) La estructura de bandas del GaAs que presenta un gap directo, favorece las transiciones ópticas entre las bandas. Este hecho, ha determinado que el GaAs sea el material base, sobre el que se ha desarrollado la Optoelectrónica; d) La posibilidad de obtener un substrato semi-aislante, es una importante ventaja para simplificar la tecnología de circuitos integrados en GaAs, al permitir utilizar el substrato para realizar el aislamiento entre dispositivos.

Las diferentes propiedades que hemos enunciado, hacen del GaAs, además de su aplicación generalizada en optoelectrónica, el candidato idóneo para aplicaciones de alta velocidad como amplificadores hiperfrecuencia (Gigahertz) y circuitos integrados lógicos de gran velocidad (Gigabits).

En esta memoria, analizaremos el aislamiento entre dispositivos MESFET obtenido mediante la implantación iónica de boro en comparación con otros métodos de aislamiento. La evaluación de los resultados obtenidos, se realizará en función de la corriente de fugas existente entre dispositivos - capítulo III- y el mayor o menor grado de backgating que presenten los mismos-capítulo IV-.

No es posible lograr una comprensión de los efectos tecnológicos de un proceso como la implantación iónica, sin estudiar en primer lugar aspectos propios de la física de semiconductores como es los defectos producidos por la irradiación, en particular los eléctricamente activos. Así, en el capítulo I, se estudia las características de los defectos producidos por la implantación iónica de boro, mediante espectroscopía de emisión térmica (DLTS). Este análisis no sería completo sin el estudio de los parámetros ópticos asociados a los mismos. Por ello, en el capítulo II, se analizan los espectros de fotocapacidad, mediante la aplicación de una nueva técnica (Optical Isothermal Transient Spectroscopy), cuyos resultados nos han permitido confirmar la existencia de interacción entre los defectos producidos.