автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Исследование акустического переноса зарядов в гетероструктурах на основе арсенида галлия

На правах рукописи

ЕГОРКИН ВЛАДИМИР ИЛЬИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО ПЕРЕНОСА ЗАРЯДОВ В ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ НА ОСНОВЕ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ

05.27.01 - ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ, МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКА, ПРИБОРЫ НА КВАНТОВЫХ

ЭФФЕКТАХ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Москва 2003 г.

Работа выполнена на кафедре Квантовой физики и наноэлектроники в Московском государственном институте электронной техники (техническом университете).

Научный руководитель:

Кандидат физико-математических наук,

доцент А.К. Мороча

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор Л.Н. Кравченко кандидат физико-математических наук

доцент В.Э. Каминский

Ведущая организация - А.О. «Элпа»

Защита состоится «_»_2003 г.

на заседании диссертационного Совета Д 212.134.01

при Московском государственном институте электронной техники

(ТУ) по адресу: 124498, Москва, К-498, г. Зеленоград, МИЭТ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан «_»_2003 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета

д.т.н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В настоящее время в акустоэлектронике продолжает интенсивно развиваться направление, связанное с переносом зарядовых пакетов электрическим полем поверхностной акустической волны (ПАВ). Осуществлены эксперименты по переносу отдельных электронов акустоэлектрическим полем волны и измерены кванты электрического тока J — е/ (е - заряд электрона, /- частота ПАВ). Недавно предложена одна из конструкций квантового компьютера, в которой в качестве процессора предлагается использовать акустоэлектрический канал переноса, сформированный в гетероструктуре на основе СаАв.

Акустический канал переноса является основным элементом акустоэлектронной ИС. Внутри канала преобразованные электромагнитные сигналы распространяются со скоростью звука, т.е. замедляются в 105 раз, что дает возможность обрабатывать их в процессе распространения в реальном масштабе времени.

Диоды Шоттки, сформированные на внешней поверхности акустического канала, можно использовать для инжекции информационных носителей в акустический канал, где их концентрация будет автоматически дискретизироваться впадинами электрического поля волны и переноситься со звуковой скоростью вдоль акустического канала. На этом эффекте уже создан новый класс приборов функциональной электроники - приборов с акустическим переносом заряда (ПАПЗ).

ПАПЗ по конструкции проще и надежнее известных приборов с зарядовой связью (ПЗС), у них отсутствует многоэлектродная структура управления переносом, функции которой выполняет акусто-электрическая волна. По быстродействию ПАПЗ превосходят ПЗС почти на три порядка. Ранее на ПЗС было изготовлено множество функциональных устройств обработки электромагнитных сигналов. Однако, из-за трудностей при реализации системы управляющих электродов с очень малым шагом и большой емкости многоэлектродной системы, практически трудно реализовать устройства с тактовой частотой выше 10 Мгц.

Несмотря на довольно широкое развитие и применение технологии акустического переноса заряда (АПЗ) за рубежом, в России эта технология не используется и не развивается. В отечественной

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

литературе отсутствуют сведения об экспериментальных и теоретических исследованиях эффекта АПЗ в гетероструктурах на основе арсенида галлия, на которых зарубежными исследователями была достигнута максимальная эффективность переноса. Однако по-прежнему вопросы повышения эффективности переноса заряда, расчета оптимальных параметров гетероструктур для создания приборов являются весьма актуальными.

Целью диссертационной работы явилось моделирование, создание и экспериментальное исследование АПЗ в опытных образцах гетероструктур на основе арсенида галлия. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- рассчитаны и оптимизированы геометрические и электрические

параметры гетероструктур;

- разработан технологический маршрут изготовления

гетероструктур с АПЗ и созданы тестовые образцы;

- учтено влияние свободных носителей в канале на

эффективность АПЗ в направлении [110], в котором наблюдается максимальное значение коэффициента электромеханической связи;

- теоретически исследована возможность усиления поверхност-

ной акустоэлектрической волны продольным и поперечным электрическим полем;

- создана методика измерения и измерены параметры опытных

образцов.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующих результатах:

1. На основе анализа уравнений электромеханической задачи для ОаАв установлена зависимость коэффициента затухания и усиления ПАВ от продольного и поперечного полей.

2. Предложен метод расчета параметров гетероструктур для приборов с переносом заряда акустической волной.

3. Разработана методика исследования параметров для опытных образцов приборов с переносом заряда акустической волной.

4. Проведено измерение параметров опытных образцов. Практическая ценность работы:

1. Разработан технологический маршрут изготовления опытных образцов ПАПЗ на основе СаАБ.

2. Впервые в России изготовлены опытные образцы ПАПЗ

3. Разработан и изготовлен стенд для измерения параметров АПЗ, измерены параметры опытных образцов ПАПЗ.

Результаты диссертационной работы использованы в трех НИР, выполняемым на кафедре Квантовой физики и наноэлектроники по научно- техническим проектам, в рамках федеральных целевых научно-технических программ «Физика конденсированного состояния» Г.Р. №01.200.209953, 2002 г. и "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы Г.Р. №01.200.213502, 2002 г., №01.200.209952,2002г. Личный вклад. Автор принимал непосредственное участие в постановке задач исследований, обосновании и выборе методов их решения. Им проведен подробный анализ публикаций по теме диссертации и поставлены задачи исследования. Автором выдвинут ряд конкретных предложений для теоретического обоснования результатов измерений. Им, при помощи моделирования, обоснован выбор необходимых параметров гетероструктур, спроектирован опытный кристалл для экспериментального исследования АПЗ, разработана методика измерений и измерены параметры опытных образцов. На защиту выносятся:

1. Метод использования эффективного параметра распространения для анализа электромеханической задачи о распространении ПАВ в GaAs.

2. Влияние продольного и поперечного полей на коэффициент затухания и усиления ПАВ.

3. Оптимизация толщин слоев гетероструктуры и концентрации примесей в каждом слое с целью создания гетероструктур с требуемым профилем зонного потенциала.

4. Исследование эффекта АПЗ в опытных образцах с заданным распределением зонного потенциала.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на Международных научно- технических конференциях: «Электроника и информатика-21 век», Москва, 2000 г., «Электроника и информатика 2002», Москва, 2002 г., «Micro- and nanoelectronics-2003» Звенигород 2003 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе три статьи, три доклада на Международных научно-технических конференциях, три научно-технических отчета по НИР. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения и четырех глав, основных результатов и выводов, списка используемой

литературы из 71 наименований. Основное содержание работы изложено на 90 страницах машинописного текста и содержит 15 рисунков и таблицу.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, указана цель исследования и ее практическая значимость. Отмечена научная новизна решаемых задач. Сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации проведен обзор основных публикаций, посвященных данной тематике. Обоснована необходимость исследований, проведенных в диссертационной работе.

Приборы на поверхностных акустических волнах заняли одно из ведущих мест в устройствах приема и обработки аналоговых сигналов. В 1976 году было впервые высказано предположение о возможности переноса акустоэлектрическим полем волны носителей зарядов в полупроводниковых структурах. Оно явилось началом создания нового класса приборов, получивших название приборов с акустическим переносом заряда (ПАГТЗ). Действительно при достаточно большой интенсивности ПАВ, можно реализовать ситуацию (еф> кТ), когда электроны могут собираться на дне потенциальных ям. В таких ямах носители заряда практически без потерь переносятся волной со скоростью ПАВ. При этом не требуется системы электродов, так как бегущие потенциальные ямы образуются самой волной.

В ходе исследований опробовались различные конструкции и разные материалы. Одна из предлагаемых конструкций - это контакт сильного пьезоэлектрика и полупроводника. Создавалась слоистая структура 1лМЮ3 - 7пО - 81 с жестко соблюдаемым зазором между полупроводником и пьезоэлектриком. В такой структуре поле, создаваемое сильным пьезоэлектриком, проникает в полупроводник и может переносить инжектированные входным диодом заряды. Предлагалось использовать указанные структуры в акустоэлектронных запоминающих устройствах. Однако, из-за технологических трудностей создания однородного воздушного зазора порядка нескольких микрон, такие гибридные устройства не получили широкого практического применения.

Для приборов с переносом заряда идеальным по своим свойствам оказался арсенид галлия, который наряду с полупроводниковыми

свойствами обладает еще и свойствами пьезоэлектрика. На основе ваАз легко реализовать монолитную конструкцию прибора (без воздушного зазора), и использовать в ней собственный пьезоэффект для возбуждения и приема ПАВ.

Вначале перенос заряда наблюдали в структурах на полуизолирующем арсениде галлия. На поверхности арсенида галлия выращивались эпитаксиальные слои р и п - типа, и над каналом переноса напылялся металлический электрод. Акустическая волна возбуждалась при помощи встречно-штыревых преобразователей (ВШП), при этом при подаче обратного смещения на металлический электрод в обедненном слое п-типа, создавался канал переноса зарядов. Максимум потенциала ПАВ приходился на середину слоя п-типа. Эффективность переноса увеличивалась за счет смещения переносимых зарядовых пакетов от поверхности (поверхностных дефектов). В дальнейшем широкое развитие и распространение получили монолитные приборы с АПЗ на гетероструктурах АЮаАя-ОаАБ. Такие приборы конструктивно повторяют приборы на полуизолирующем арсениде галлия, однако существенное отличие заключается в том, что обедненный канал переноса заряда, изолированный от дефектов, формируется в процессе роста слоев гетероструктуры. Первые работы по АПЗ в гетероструктурах были опубликованы в 1988 году.

С того времени зарубежные исследователи сделали значительный шаг в практическом применении акустического переноса заряда: созданы процессоры аналоговой обработки сигналов, корреляторы, элементы памяти, трансверсальные фильтры и т.д.

В 1999 году впервые был измерен квант тока акустоэлектри-ческого переноса - это величина силы тока / = е/, соответствующая

переносу одного электрона со скоростью звука. Действительно, если существует устройство, позволяющее инжектировать зарядовый пакет с одним единственным электроном, то сила тока акустического переноса равна 1е = ет^, где V; - скорость звука, 5 -площадь произвольного поперечного сечения, еп - е/ХЗ - заряд, создаваемый одним электроном в единице объема, Х- длина волны. Отсюда сила тока, создаваемая одним электроном есть 1е = еу^/ХБ = е/. Одноэлектронное устройство акустического переноса можно использовать в качестве базового элемента квантового компьютера, где

кубиты информации формируются и управляются потенциалом акустической волны.

Вторая глава посвящена исследованию системы уравнений, описывающих распространение и усиление поверхностных акустоэлектрических волн на подложках арсенида галлия среза (100) в направлении [110]. Рассмотрено взаимодействие акустоэлектрической волны со свободными носителями заряда. Для продольного и поперечного внешнего электрического поля получены простые выражения для комплексных амплитуд токов и компонент тензора акустоэлектрической проводимости, которые можно использовать при оценке параметров акустического переноса зарядов в ге1еросфукгурах на основе арсенида галлия. Исследовано влияние поперечного электрического ноля на эффективность акустического переноса.

Вопросы распространения поверхностных акустических волн в арсениде галлия изучены довольно глубоко и всесторонне. Однако при оценке параметров переноса возникают трудности, связанные, прежде всего с тем, что невозможно найти аналитическое решение задачи о распространении поверхностной акустоэлектрической волны в кристалле. Для подложек арсенида галлия среза (100) в направлении [110], для которого наблюдается максимальная величина коэффициента электромеханической связи, известно только численное решение.

Направим ось Х1 вдоль кристаллографического направления

[110] на свободной поверхности (100) пластины арсенида галлия. Тогда в лабораторной системе координат уравнения электромеханической задачи, определяемые точечной группой симметрии, имеют вид

_ Э2и. _ Э2и, „ , Э2и, , Э'ф

Р"1 = сп-^Т + С55—^ + (С,3+С!5) —>- + 2 е„ — -

Ъх] " дх3 13 " дх,Ъх3 15 дх,дх3

¿Ч. + С ^+ (С +С ) д2"' +е ^ дх: дх, дхрх; ох, (1)

Е = -gradф

Здесь

С11 = С33 = С44 + М С И + С12 ) > С12 = ~2 ( Си + С12 ) ~ С44

Сп = С]2 =5.38■ 10"Па ; Сп = С', = 1.188 ■ 10"Па ; С55=С44 =5.94-10"Па; е,5=е14=0.16Кл/м2; р = 5.316 г/см1,

где соответствующие модули упругости и пьезомодули заданы в кристаллографической системе координат.

Уравнениям электромеханической задачи удовлетворяют частные решения для вектора механического смещения - и(и,,0,и3) и электрического потенциала ср вида:

и1(х,,х3;1) = и,( кх})-ехрИс(х, < = 1,3

Ц>(х,,х3;/) = <р ( кх3)-ехр1к(х, - у^) , ^

где и1(кх3) и ср (кх3) - убывающие функции комплексных амплитуд механических смещений и электрического потенциала, описывающие распределение акустоэлектрического поля в приповерхностном слое (х3 < 0), к- волновое число, у5 - фазовая скорость волны. Решение (2) должно удовлетворять следующим граничным условиям на свободной поверхности х3 = 0:

равенства нулю акустоэлектрических напряжений непрерывности электрического потенциала волны; непрерывности нормальной составляющей вектора электрической индукции.

Волна типа (2) создает только два напряжения на площадку, перпендикулярную нормали к поверхности х3=0: а13,и33. Из условия равенства нулю акустоэлектрических напряжений найдем связь между комплексными амплитудами полей деформаций и электрического потенциала

~ _ И'е,5 (С33/С55СИ)

иШ ~ I ,2 ' Ф» '

1 + (С33/С13)Г ~___(е„/С55)_ (3)

"то >

30 I

1 + (С33/с,3)Г

где

= Фо =Ф

Г =к-'д1п(и1/и10)1д>с3\Х1,:0 =к~' д1п(и3/и30)1дк3\х=0

- эффективный параметр распространения. Из выражений (3), в частности, следует, что поле механических смещений эллиптически поляризовано и решение (2) представляет собой акустоэлектрическую волну релеевского типа.

Для учета взаимодействия со свободными носителями к уравнениям (1) должны быть добавлены:

уравнение для плотности токов

у = ец (п + 5 п (х,, х3; г))( Е, - Уф ( х,, х3; г)); (4)

-уравнение непрерывности

.. . 85п (5)

divy = е—, от

где п - величина средней равновесной концентрации электронов в приповерхностном слое пеьезополупроводника, bn(x¡fx};t) неравновесная концентрация, генерируемая переменным электрическим полем волны. Выразим 5 л через ф

фЕо + vJ evj

где

у = /_Г~Ц Ев) =]_v¿_

Vs Vs

- параметр дрейфа, v(/ - дрейфовая скорость в поле Е0.

Изменение фазовой скорости и волнового числа к , обусловленное

переносом заряда, равно:

Av А к i . — = -— = ~(г/г )-г}

v, К 2

k=k0(j-j(e/s')-t, }

Волновое число k = k' + ik", как и следовало ожидать, оказалось комплексным, его положительная мнимая часть А:" характеризует затухание волны (2) в направлении распространения. Из (7) находим

к' = к,

(j 1 (У Л

2 1 + (<а ту/

к"=1МттЧ

2 1+(Íщ)

При у > 0, когда дрейфовая скорость меньше скорости акустоэлектрической волны, волна затухает; при у = 0 эти скорости равны, и затухание отсутствует; при у < 0 затухание сменяется усилением, это происходит тогда, когда дрейфовая скорость становится больше скорости акустоэлектрической волны. Если у = 1 (нет тянущего поля), то затухание максимально при условии сот « / . Для эллиптически поляризованной ПАВ получается известный результат теории усиления объемных волн в пьезоэлектриках.

Акустоэлектрическая проводимость о( со,у) также является комплексной величиной:

а( ш,у) = о'( со,у) +i а"(со,у) ,

где

а'( <о,у) = (а/у)-

1-Ч-

о"(а,у) = г] (о/у)-

! + (<& ту): шту

1 + ( шту /

Для приложений интересен случай акустического переноса заряда, когда Ъппс - инжектируемая в канал концентрация неравновесных носителей переносится со скоростью звука направлении распространения волны. В этом случае

а(1 -Г 2)<§ _о(1-Г 2)Ё, У У

Выражения для действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемости оказываются равными

) „с = еУ5Ъпас = -¡к-

(9)

с'(а>, у) = С'

(Г (у-1)/сот) ! + Г(у-1)2 _

с"( со,у;=-

( с/(ОТ)

1 + Г2(у-1)2

(10)

Для мнимой и действительной частей волнового числа к, согласно (8), получим

ее'л ее"т1

к' = ка\ 1

е'2+Е"2

к" = к • , я - к(!

е'2+г"2

(П)

Выражение для амплитуд плотности акустоэлектрического тока можно записать через амплитудные значения электронной плотности, переносимой вдоль канала со скоростью звука

1-1'

ас

,2

(12)

где величина

5 '

определяет затухание акустоэлектрической волны в поперечном поле.

Из формул (12) следует важный для приложений вывод: если к акустическому каналу приложить перпендикулярно поле, в котором дрейфовая скорость носителей зарядов достигнет скорости звука (у±=1, Г ~ 0), то и вдоль канала эти носители будут переноситься акустоэлектрической волной со звуковой скоростью. При этом действительные части комплексных амплитуд ./, изменяются синфазно, а их мнимые части сдвинуты по фазе на л/2 .

Регулируя процентное содержание алюминия и концентрацию примеси в слоях гетероструктуры, ограничивающих канал переноса, легко создать однородное поперечное электрическое поле в канале, при котором дрейфовая скорость носителей зарядов достигнет скорости звука.

Третья глава посвящена моделированию гетероструктуры на основе арсенида галлия с необходимыми параметрами для эффективного переноса заряда акустической волной.

В последние годы наблюдается существенный прогресс в изготовлении и исследовании полупроводниковых гетероструктур. Простейшими объектами при этом является система чередующихся слоев полупроводников с разной шириной запрещенной зоны. При достаточно малых толщинах слоев такие объекты ведут себя как квазидвумерные (квантовые ямы и барьеры). В настоящее время существует целый набор методов расчета электронных состояний в квантово-размерных системах. В принципе к таким системам можно применять ряд методов обычно используемых для описания объемных полупроводников (метод сильной связи, метод псевдопотенциала). Их приложение к гетероструктурам фактически означает просто увеличение элементарной ячейки. Типичные размеры при этом

составляют сотни ангстрем, число атомов несколько сотен, что делает вычисления очень трудоемкими и требующими больших вычислительных ресурсов. Для практических же целей требуются экспрессные методы расчета, дающие достаточную точность и содержащие по возможности меньшее число параметров. С этой точки зрения безусловным лидером является так называемый метод огибающей волновой функции (иногда его называют еще методом эффективной массы). Это приближенный метод содержит ряд эмпирических параметров. Как показывают многочисленные сопоставления с экспериментом, он позволяет не только качественно, но и количественно с высокой точностью описать большое многообразие явлений в гетероструктурах. Приближенность метода в значительной мере компенсируется его гибкостью, простотой и малым количеством фигурирующих эмпирических параметров.

Наиболее популярной гетеросистемой является система СаЛв-АЦва^Аз, физические параметры которой хорошо известны. Программа, основанная на эмпирических данных, позволяет для заданной температуры Т и доли алюминия х вычислить скачки запрещенных зон и высоту потенциальных барьеров для электронов и дырок на гетерограницах. Значение эффективной массы электрона зависит от х. Тем не менее, использование расчетов с единой эффективной массой (массой в яме) дает точность не хуже единиц процентов практически при любых параметрах структур.

Прежде всего, мы выбрали материал для выращивания гетероструктр. Таким материалом наряду с возможностями использования 1п и А1 был выбран А1. Мы исходили из того, что процесс эпитаксиапьного роста гетероструктур с алюминием отработан нашей лабораторией гораздо лучше, чем с индием. А в связи с тем, что параметры у приборов, судя по результатам исследований зарубежных ученых, не сильно отличаются друг от друга, то выбрали алюминий.

На Рис. 1 показана гетероструктура, смоделированная нами для исследования эффекта переноса заряда полем акустической волны. В качестве подложки при выращивании гетероструктур были взяты пластины полуизолирующего арсенида галлия, выращенного методом Чохральского и компенсированного хромом. Из-за технологических ограничений при выращивании эпитаксиальных структур в лаборатории ФИАНа были использованы пластины диаметром 40 мм. На поверхности подложки выращивался буферный слой чистого арсенида галлия с толщиной порядка 2 мкм для того, чтобы отстроиться от

поверхностных дефектов подложки и улучшить стехиометрические параметры наращиваемых слоев.

Рис. 1. Схема акустического переноса заряда в гетероструктуре на основе ваАБ.

Поверх буферного слоя выращивался слой широкозонного АЮаАБ. Этот слой необходим для дальнейшего формирования канала переноса. Разность ширин запрещенных зон АЮэАб и ваАБ позволяет создать встроенный потенциальный барьер, который будет удерживать носители, переносимые потенциалом волны, в канале переноса. В результате моделирования, варьируя толщиной и концентрацией примеси в этом слое, мы добились практически полного отсутствия свободных электронов в канале переноса. При изменении потенциала на прямо смещенном диоде Шотгки, в канал могли инжектироваться электроны только из верхнего слоя. Согласно расчетам, оптимальная толщина слоя равна 700А°, концентрация примеси в нем - 4 ■ 10'6 см"3.

Далее выращивается канал переноса. Это слой чистого арсенида галлия. Если в канале переноса создать поперечное электрическое поле, при котором дрейфовая скорость носителей заряда достигнет скорости звука, то вдоль канала эти заряды будут переноситься акустоэлектрической волной со звуковой скоростью. При этом затухание волны минимально, а эффективность переноса стремится к максимальной величине равной единице.

При расчете толщины канала и концентрации примеси в нем учитывалось влияние встроенного поперечного электрического поля на эффективность переноса и условия согласования волнового сопротивления канала с сопротивлениями нагрузки и генератора. В результате моделирования для ширины канала была получена оптимальная толщина 700А° при концентрации примеси - 1-10>! см"3. Отметим, что для толщины 700А° и рассматриваемых длин ПАВ {Х^Юмкм) применимы уравнения макроскопической теории упругости.

Для возникновения встроенного поперечного поля концентрации примеси в слоях, содержащих А1, должны быть различны. Желательно подобрать разность поверхностных концентраций электронов в слоях АЮаАв так, чтобы напряженность электрического поля в канале переноса была ~ 50В/см. В этом поле, подвижности 5-103см2/В-с соответствует дрейфовая скорость электронов, равная фазовой скорости акустоэлектрической волны.

Далее, поверх канала переноса, формировался слой ваАБ, содержащий алюминий. Толщина и концентрация примеси в нем рассчитывались в соответствии с вышеперечисленными требованиями к каналу переноса. Концентрация примеси в слое АЮаАв оказалась равной 2.5- 10п см'3, его толщина - 400А°, содержание алюминия -25%. Этот слой является источником электронов, инжектируемых в канал переноса. Поверх него наносился так называемый «кап»- слой, содержащий чистый арсенид галлия толщиной 100А°. Он необходим для защиты слоев гетероструктуы от окисления при воздействии внешней среды. В качестве верхнего слоя использовался арсенид галлия п-типа толщиной 100А° с концентрацией примеси - 2-К)'8 см"3. Он необходим для получения надежных омических контактов к слоям гетероструктуры при проведении операции «вжигания».

Процесс инжекции носителей в канал переноса является одним из самых сложных. Методом моделирования мы рассчитали гетерострук-

туры для двух различных процессов инжекции: 1) когда, при подаче прямого смещения на входной диод Шоттки, носители из слоя, легированного алюминием, инжектируются в область канала переноса; 2) когда носители туннелируют сквозь тонкий управляемый барьер.

-огМ-*-1-1-1-

О 100 200 ЭОО 400

2, пт

Рис. 2. Зонная диаграмма рассчитанной гетероструктуры: 1- прямое смещение 0.5 В; 2- без смещения на входном диоде.

5x10*'

4x10"

О 100 200 300 400

пт

Рис. 3. Распределение электронов в гетероструктуре: 1- при прямом смещении 0.5 В; 2- без смещения.

На Рис. 2 показана зонная диаграмма гетероструктуры, рассчитанная нами для первого процесса. Как видно из рисунка, канал переноса представляет собой потенциальную яму, в которой нет свободных электронов. Инжектированные электроны удерживаются в канале переноса потенциальными барьерами, образованными соседними слоями более широкозонного материала

На Рис. 3 изображено распределение электронов на входном диоде при прямом смещении. Резкий максимум концентрации электронов локализован в области инжекции (под входным диодом), во всей остальной области канала переноса концентрация электронов практически не изменяется.

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию акустического переноса заряда в гетероструктурах на основе арсенида галлия.

В первых приборах с акустическим переносом заряда на арсениде галлия канал переноса заряда формировался в подложке путем обратного смещения, подаваемого на электрод, расположенный по пути распространения акустической волны. Смещением достигалось условие сохранения заряда от растекания и захвата дефектами и ловушками. На таком принципе нами был спроектирован первый прибор. Он включал в себя два ВШП на частоту 286 МГц, входной и выходной диоды Шоттки и канал переноса. Канал переноса формировался при подаче смещения на металлический электрод, нанесенный вдоль всего пути прохождения заряда от входного до выходного электрода. Мы использовали полуизолирующие подложки арсенида галлия п-типа с эпитаксиально выращенным слоем толщиной 0.1 мкм. Исследовались различные направления кристаллографической ориентации в ОаАв. Однако, такая конструкция оказалась весьма неудобной и капризной, так как любые внешние паразитные наводки нарушали условия переноса. Положительных результатов по переносу заряда в таких приборах нам получить не удалось. Зарубежные исследователи также отказались от конструкции приборов указанного типа.

С помощью моделирования в гл.З мы убедились в том, что использование гетероструктур на основе арсенида галлия позволяет реализовать наиболее оптимальную конструкцию приборов с АПЗ. Нами был спроектирован тестовый кристалл для исследования АПЗ. Гетероструктура с требуемым распределением зонного потенциала

была выращена на установке молекулярно-лучевой эпитаксии в ФИАНе.

Конструктивно тестовый кристалл состоит из входного и выходного встречно-штырьевых преобразователей, устройства инжекции и считывания заряда, а также канала переноса заряда. Как показали многие проведенные исследования среди всевозможных направлений распространения поверхностных волн между [100] и [110] направление [ПО] в базисной плоскости (001) является оптимальным для распространения ПАВ релеевского типа в арсениде галлия. Такая ориентация пластин арсенида галлия является стандартизованной при производстве цифровых интегральных схем.

При проектировании тестовых кристаллов мы воспользовались традиционными методиками, принятыми при изготовлении приборов на поверхностных волнах, однако учитывали специфику того, что арсенид галлия является полупроводником. Основным базовым элементом приборов на поверхностных акустических волнах являются встречно-штыревые преобразователи (ВШП), предназначенные для эффективного возбуждения и приема акустоэлектрических волн. При расчете параметров эквивалентной схемы ВШП были использованы результаты решения электромеханической задачи о распространении ПАВ релеевского типа вдоль направления [110] базисной плоскости (001)

Частоте 286 Мгц и скорости ПАВ в ваАв, равной 2864 м/с, соответствует длина волны Я=Ю мкм. Расстояние между штырями ВШП - 5 мкм, толщина штыря равна 2 мкм. Апертура ВШП определяется условием 1У> (XI /2)'/2 мкм, где I - расстояние между

излучателем и приемником. Мы выбрали величину 1У=100Х=1000 мкм. При ширине полосы пропускания для ваЛв порядка 1,5% число пар штырей преобразователя УУ=//Д/=70, мы взяли 100 пар штырей

Возможны различные способы формирования канала переноса: изоляция травлением или протонной бомбардировкой. Зарубежные исследователи в основном проводят изоляцию канала переноса заряда травлением, чтобы на освободившемся от слоя гетероструктуры чистом полуизоляторе формировать ВШП. К сожалению, по существующей в данный момент у нас технологии мы могли бы формировать канал только жидкостным травлением. В силу избирательности при травлении слоев гетероструктуры, оно приводит к ухудшению поверхности подложки, на которой потом становится практически невозможным

провести качественную литографию для остальных элементов тестового кристалла. Поэтому нам пришлось канал переноса изолировать в плоскости от остальной структуры протонной бомбардировкой. Возможно, это несколько ухудшило параметры тестового кристалла.

Входной (для инжекции носителей заряда) и выходной (для детектирования) диоды состоят из омических и затворных контактов, расположенных планарно над каналом переноса по пути распространения возбуждаемой поверхностной волны. Ширина диодов выбрана во всю ширину канала переноса заряда, а расстояние между омическим и затворным контактом равно половине длины возбуждаемой волны, чтобы обеспечить оптимальные условия инжекции носителей в потенциальные ямы, генерируемые ВШП .

На основе существующей технологии изготовления схем на арсениде галлия нами была отработана технология приборов на поверхностных волнах. Разработан технологический маршрут изготовления акустоэлектрических приборов на основе переноса заряда потенциалом поверхностной волны.

Для исследования опытного образца разработан и собран испытательный стенд и разработана методика измерений. Согласно разработанной методике проведены измерения параметров акустического переноса заряда в гетероструктуре на основе арсенида галлия. На Рис. 4 представлена схема измерений опытного образца.

На входной ВШП подавался радиосигнал с несущей частотой 286 Мгц, на входной инжектирующий диод - сигнал прямого смещения в интервале С/с = +0.2 - 6 В. Инжектированные в диод носители захватывались потенциалом волны и переносились по каналу к выходному диоду, смещенному в обратном направлении (1/с =-2,5В) . Измерялось время задержки выходного сигнала и амплитудное значение тока через выходной диод. Сила тока через инжектирующий диод задавалась в интервале от 10 мкА до 50 мА. Минимальная чувствительность по току определялась собственными шумами структуры.

Напряжение обратного смещения на считывающем диоде должно быть таким, чтобы область ОПЗ диода проникала в канал переноса, но не перекрывала его, тогда выходной диод будет чувствителен к переносимому заряду. В конструкции нашего прибора с переносом заряда на выходном диоде рабочая точка определяла напряжение обратного смещения 2,3 - 3 В. При большем напряжении происходило

-| 11111111 исм Г?| 1Лвх ивы о-Н- ■ я 1 1 ГТТГГП 1

чШРШ

\\\\\\\Ч\\\\' \Ч\\Ч\\\\\Ч\\Ч\ЧЧ\\\\\\' \\\\\\\\\\\\\

у у у у у у у у у у у / /' / / /' /' у у / у * / / / / / / / У У У У У у у у у у у у У У У У У У

-\rn\i

у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у / / / /' / /' / / / / / /* / / / /' /' / / / / /' / / / /

\\\чч\\\ч\\\\чч\\\\\\\\\чч ч\\ч\\\\\\\\\\\\\ч\\\\\\\\ \\\Ч\ЧЧ\\Ч\\\\Ч\Ч\\\\\\\ЧЧ

\\\\\\\\\\\\\\\\\\

Рис. 4. Схема измерений опытного образца.

При пропускании через входной диод тока инжекции порядка 2 мА на выходном диоде снимался сигнал порядка 0.3 мА (15 мВ на нагрузке 50 Ом при выходном усилении в 25 дБ). При изменении тока через входной диод от 2 до 20 мА увеличение выходного напряжения составляло 0.2 мА (5-7 мВ). При увеличении инжектирующего тока от 25 мА и выше до 80 мА амплитуда выходного сигнала не увеличивалась, а наблюдалось относительное изменение частоты несущего сигнала на величину коэффициента электромеханической связи, что и следовало ожидать при взаимодействии свободных электронов с потенциалом ПАВ. При входном токе порядка 70 мА сдвиг частоты составлял приблизительно 250 кГц, амплитуда сигнала на входном ВШП - ивх=2В. Расчетная величина равна 192 Кгц.

Расчетная величина количества электронов в каждом зарядовом пакете составляет 5*104 штук, что соответствует 2,4 мкА при максимальном заполнении потенциальной ямы, образованной акустоэлектрической волной. Измеренное значение максимального тока - 2 мкА.

На Рис. 5 показана фотография осциллограммы входного и выходного задержанного сигналов, снятая с выходного диода.

Рис. 5. Входной и выходной (задержанный) сигналы в приборе с акустическим переносом заряда.

Скорость акустоэлектрической волны - 2864 м/с соответствует измеренному времени задержки выходного сигнала.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. На основе анализа уравнений электромеханической задачи для ОаАв установлена зависимость коэффициента затухания и усиления ПАВ от продольного и поперечного полей. В продольном поле коэффициент усиления (затухания) ПАВ зависит от частоты и параметра дрейфа точно так же, как и в объемной волне. Поперечное поле может существенно уменьшить коэффициент затухания, но не может изменить его знак. Поэтому усиление волны в поперечном поле невозможно.

2. На основе программы итерационного решения уравнения Пуассона методом огибающих функций предложен способ расчета параметров гетероструктур. Расчетная толщина канала переноса заряда (слоя ОаАэ) равна 700А°, длина-3400 мкм, концентрацияей примеси в нем - 4*10|бсм'3. Концентрация примесей в смежных слоях АЮаАэ была подобрана так, чтобы встроенная напряженность поля в канале переноса была порядка 50В/см-100В/см.

3. Разработана методика исследования параметров опытных образцов приборов с переносом заряда акустической волной.

4. Разработаны и изготовлены опытные образцы ПАПЗ и измерены их параметры. Тестовый кристалл содержит входной и выходной диоды Шоттки с «пяткой» 0,5В и устройства генерации поверхностной волны (ВШП) с центральной частотой 286 МГц, числом штырей - 100 шт., апертурой 1000 мкм.

5. Разработан технологический маршрут изготовления опытных образцов ПАПЗ на основе СаАв. Кроме стандартных технологических операций производства схем на арсениде галлия, предложен новый способ изготовления ВШП микронных размеров при соотношении шага к ширине 1: 100. Опробован метод «взрывной» фотолитографии с промежуточными литографиями по 8Ю2 и W.

6. В соответствии с требованиями по чувствительности и уровню допустимых шумов разработан и изготовлен стенд для проведения измерений опытных образцов приборов с АПЗ, позволяющий с точностью до 0.1% задавать несущую частоту и измерять микроамперные токи.

7. Проведено измерение параметров опытных образцов. На

частоте 286 МГц измерен переносимый заряд порядка 8-10'" Кл с эффективностью переноса - 0.9. При задержке сигнала в 1,2 мкс измерен сдвиг несущей с относительной точностью 10~3.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1 А.К. Мороча, В.И. Егоркин К теории распространения и усиления поверхностных акустических волн в гетероструктурах на основе ОаАв// Известия вузов «Электроника», М., 2002., №6, с. 10-16.

2. А.К. Мороча, В.И. Егоркин, И.П. Казаков Исследование акустического переноса заряда в гетероструктурах на основе арсенида галлия// Известия вузов «Электроника», М., 2003., №3, с. 11-14.

3. А.К. Мороча, В.И. Егоркин, С.С. Шмелев, В.В. Капаев, И.П. Казаков Исследование влияния тока инжекции на амплитуду сигнала акустического переноса в гетероструктурах на основе арсенида галлия// Микроэлектроника, М., (в печати).

4. В.И. Егоркин Акустический перенос заряда в гетероструктурах арсенида галлия// В сб. тезисов докладов 3-ей Международной н-т конференции «Электроника и информатика- 21 век», М., 2000 г., с. 60.

5. А.К. Мороча, В.И. Егоркин Усиление акустоэлектрических волн в гетероструктурах арсенида галлия поперечным электрическим полем// В сб. тезисов докладов 4-ой Международной н-т конференции «Электроника и информатика- 2002», М., 2002 г., с. 86.

6. V.I. Egorkin, А.К. Morocha Influence of a transversal electric field to acoustic charge trasport in the GaAs heterostructures// в сб. тезисов International Conference " Micro-and nanoelectronics -2003" M., Zvenigorod, 2003г, стр. 108.

Подписано в печать:

Заказ №¿¿0 Тираж £0 экз. Уч.-изд.л^2. Формат 60x84 1/16 Отпечатано в типографии МИЭТ (ТУ). 124498, Москва, МИЭТ(ТУ).

»

э

»

il

* i

4

i

[

l

!

i i

i ( ; í

k

2a>og-A

ё—г%ёж

» 1 8076

il

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРИБОРЫ С АКУСТИЧЕСКИМ ПЕРЕНОСОМ ЗАРЯДА.

1.1. Вводные замечания. Пьезоэлектрические свойства GaAs.

1.2. Конструктивные особенности приборов с акустическим переносом заряда.

1.3. Особенности акустического переноса заряда в GaAs.

1.4. Выводы по гл. 1.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ О РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПАВ В КРИСТАЛЛАХ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ

2.1. Вводные замечания.

2.2. Постановка задачи и решение для волны релеевского типа.

2.3. Влияние заряда на параметры акустоэлектрической волны, ослабление и усиление ПАВ.

2.4. Акустический перенос заряда, влияние встроенного поперечного поля.

2.5. Выводы по гл.2.

ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО ПЕРЕНОСА ЗАРЯДА.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Расчет зонной диаграммы гетероструктуры на основе Al-GaAs.

3.3. Расчет и оптимизация параметров гетероструктуры.

3.4. Моделирование инжекции носителей заряда в канал переноса.

3.5. Влияние тока инжекции на амплитуду сигнала акустического переноса.

3.6. Выводы по гл .3.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА ПРИБОРА С ПЕРЕНОСОМ ЗАРЯДА.

4.1. Конструктивно-технологические особенности изготовления приборов с переносом заряда на гетероструктуре Al-GaAs.

4.2. Методика проведения измерений.

4.3. Результаты исследования опытного образца прибора с переносом заряда.

4.4. Экспериментальное исследование влияния инжектированных зарядов на параметры акустоэлектрической волны.

4.5. Выводы по гл.4.

Актуальность. В настоящее время в акустоэлектронике продолжает интенсивно развиваться направление, связанное с переносом зарядовых пакетов электрическим полем поверхностной акустической волны (ПАВ). Осуществлены эксперименты по переносу отдельных электронов акустоэлектрическим полем волны и измерены кванты электрического тока J = ev (е- заряд электрона, v-частота ПАВ). Недавно предложена одна из практических конструкций квантового компьютера, в которой в качестве процессора предлагается использовать акустоэлектрический канал переноса, сформированный в гетероструктуре на основе GaAs.

Акустический канал переноса является основным элементом акустоэлектронной ИС. Внутри канала преобразованные электромагнитные сигналы распространяются со скоростью звука, т.е. замедляются в 105 раз, что дает возможность обрабатывать их в процессе распространения в реальном масштабе времени.

Диоды Шоттки, сформированные на внешней поверхности акустического канала, можно использовать для инжекции информационных носителей в акустический канал, где их концентрация будет автоматически дискретизироваться впадинами электрического поля волны и переноситься со звуковой скоростью вдоль акустического канала. На этом эффекте уже создан новый класс приборов функциональной электроники - приборов с акустическим переносом заряда (ПАПЗ).

ПАПЗ по конструкции проще и надежнее известных приборов с зарядовой связью (ПЗС), у них отсутствует многоэлектродная структура управления переносом, функции, которой выполняет акусто-электрическая волна. По быстродействию ПАПЗ превосходят ПЗС почти на три порядка. Ранее на ПЗС было изготовлено множество функциональных устройств обработки электромагнитных сигналов. Однако, из-за трудностей при реализации системы управляющих электродов с очень малым шагом и большой емкости многоэлектродной системы, практически трудно реализовать устройства с тактовой частотой выше 10 Мгц.

Несмотря на довольно широкое развитие и применение технологии акустического переноса заряда (АПЗ) за рубежом, в России эта технология не используется и не развивается. В отечественной литературе отсутствуют сведения об экспериментальных и теоретических исследованиях эффекта АПЗ в гетероструктурах на основе арсенида галлия, на которых зарубежными исследователями была достигнута максимальная эффективность переноса. Однако по-прежнему вопросы повышения эффективности переноса заряда, расчета оптимальных параметров гетероструктур для создания приборов являются весьма актуальными.

Целью диссертационной работы явилось моделирование, создание и экспериментальное исследование АПЗ в опытных образцах гетероструктур на основе арсенида галлия. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- рассчитаны и оптимизированы геометрические и электрические параметры гетероструктур;

- разработан технологический маршрут изготовления гетероструктур с АПЗ и созданы тестовые образцы;

- учтено влияние свободных носителей в канале на эффективность АПЗ в направлении [110], в котором наблюдается максимальное значение коэффициента электромеханической связи;

- теоретически исследована возможность усиления поверхностной акусто-электрической волны продольным и поперечным электрическим полем;

- создана методика измерения и измерены параметры опытных образцов. Научная новизна диссертационной работы заключается в следующих результатах:

1. На основе анализа уравнений электромеханической задачи для GaAs установлена зависимость коэффициента затухания и усиления ПАВ от продольного и поперечного полей.

2. Предложен метод расчета параметров гетероструктур для приборов с переносом заряда акустической волной.

3. Разработана методика исследования параметров для опытных образцов приборов с переносом заряда акустической волной.

4. Проведено измерение параметров опытных образцов. Практическая ценность работы:

1. Разработан технологический маршрут изготовления опытных образцов ПАПЗ на основе GaAs.

2. Впервые в России изготовлены опытные образцы ПАПЗ

3. Разработан и изготовлен стенд для измерения параметров АПЗ.

Измерены параметры опытных образцов ПАПЗ.

Результаты диссертационной работы использованы в трех НИР, выполняемым на кафедре Квантовой физики и наноэлектроники по научно-техническим проектам в рамках федеральных целевых научно-технических программ «Физика конденсированного состояния» Г.Р. №01.200.209953, 2002 г. и "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы Г.Р. №01.200.213502, 2002 г., №01.200.209952, 2002г.

Личный вклад. Автор принимал непосредственное участие в постановке задач исследований, обосновании и выборе методов их решения. Им проведен подробный анализ публикаций по теме диссертации и поставлены задачи исследования. Автором выдвинут ряд конкретных предложений для теоретического обоснования результатов измерений. Им при помощи моделирования обоснован выбор необходимых параметров гетероструктур, спроектирован опытный кристалл для экспериментального исследования АПЗ, разработана методика измерений и измерены параметры опытных образцов. На защиту выносится:

1. Метод использования эффективного параметра распространения для анализа электромеханической задачи о распространении ПАВ в GaAs.

2. Влияние продольного и поперечного полей на коэффициент затухания и усиления ПАВ.

3. Оптимизация толщин слоев гетероструктуры и концентрации примесей в каждом слое с целью создания гетероструктур с требуемым профилем зонного потенциала.

4. Исследование эффекта АПЗ в опытных образцах с заданным распределением зонного потенциала.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на Международных научно- технических конференциях: «Электроника и информатика-21 век», Москва, 2000 г., «Электроника и информатика 2002», Москва, 2002 г., «Micro- and nanoelectronics-2003» Звенигород 2003г. Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе три статьи, три доклада на Международных научно-технических конференциях, три научно-технических отчета по НИР. ч

выводы.

1. На основе анализа уравнений электромеханической задачи для GaAs установлена зависимость коэффициента затухания и усиления ПАВ от продольного и поперечного полей. В продольном поле коэффициент усиления (затухания) ПАВ зависит от частоты и параметра дрейфа точно так же, как и в объемной волне. Поперечное поле может существенно уменьшить коэффициент затухания, но не может изменить его знак. Поэтому усиление волны в поперечном поле невозможно.

2. На основе программы итерационного решения уравнения Пуассона методом огибающих функций предложен способ расчета параметров гетероструктур. Расчетная толщина канала переноса заряда (слоя GaAs) равна 700А°, длина-3400 мкм, концентрацияей примеси в нем - 4*10 см" . Концентрация примесей в смежных слоях AlGaAs была подобрана так, чтобы встроенная напряженность поля в канале переноса была порядка 50В/см-ЮОВ/см.

3. Разработана методика исследования параметров опытных образцов приборов с переносом заряда акустической волной.

4. Разработаны и изготовлены опытные образцы ПАПЗ и измерены их параметры. Тестовый кристалл содержит входной и выходной диоды Шоттки с пяткой» 0,5В и устройства генерации поверхностной волны (ВШП) с центральной частотой 286 МГц, числом штырей - 100 шт., апертурой 1000 мкм.

5. Разработан технологический маршрут изготовления опытных образцов ПАПЗ на основе GaAs. Кроме стандартных технологических операций производства схем, предложен новый способ изготовления ВШП микронных размеров при соотношении шага к ширине 1: 100. Опробован метод «взрывной» фотолитографии с промежуточными литографиями по Si02 и W.

6. В соответствии с требованиями по чувствительности и уровню допустимых шумов разработан и изготовлен стенд для проведения измерений опытных образцов приборов с АПЗ, позволяющий с точностью до 0.1% задавать несущую частоту и измерять микроамперные токи.

7. Проведено измерение параметров опытных образцов. На частоте 286 МГц измерен переносимый заряд порядка 8-10~'5Кл с эффективностью переноса -0.9. При задержке сигнала в 1,2 мкс измерен сдвиг несущей с относительной точностью io~'.

1. Lord Rayleigh, «On waves propagating along the plane surface of an elastic solid», Proc. London Math. Soc., 17, 4-11 (1885).

2. R. Stoneley, R. Proc, R. Soc, London, 1955, Ser A 232, 447.

3. R.Miskins, «Surface acoustic Wave Devices on Galium Arsenide»,Elektronika ir Elektrotechnika, 1998, №2, pp.49-55.

4. W.S. Mortley, British patent 988,102 (1963). J.H. Rowen, U.S. Patent 3,289,114 (1963).

5. R.M.White, F.W.Voltmer, «Direct piezoelectric coupling to surface elastic waves». Appl. Phys. Lett., 1965, №7, pp.314-316.

6. P.B. Snow, «Matching Networks and Packaging Structures in Surface Wave Filters», New York, 1977, p.227.

7. S.W. Merrit, G.K. Montress, and T.W. Grudowski, «GaAs SAW/MESFET Programmable Asynchronous Correlator with Complex Tap Weighting», 1983, IEEE Ultrasonic Symposium Proceedings, № 83 SHI947-1, pp. 181-184.

8. Yoonkee Kim and William D. Hunt, «Analysis of surface acoustic wave propagation in a piezoelectric film over a GaAs/AlGaAs heterostructure», Journal of Applied Physics, 1992, V. 71,1. 5, pp. 2136-2142.

9. A.K. Мороча, В.И. Егоркин, «Усиление акустоэлектрических волн в гетероструктурах арсенида галлия поперечным электрическим полем», В сб. тезисов докладов 4-ой Международной н-т конференции «Электроника и информатика- 2002», М., 2002 г., с. 86.

10. В.Я. Стенин, «Применение микросхем с зарядовой связью», М., Радио и связь, 1989, 256 стр.

11. F.L.J. Sangster, K.Teer, «Bucket-Brigade Elektronics-New Possibilitesfor Delay, Time-Axis Conversion, and Scanning», IEEE J. Solid-State Circuits, SC-4, № 3, 1969, pp-131-136.

12. R.W. Broderson, P.R. Gray, D.A. Hodges, «MOS Switched-Capacitor Filters», IEEE Proc., 1979, V 67, №1, pp.61-75.

13. Г. Кайно, «Акустические волны», M., Мир, 1990г, 652 стр.

14. William D. Hunt, «Acoustic aspects of acoustic charge transport devices».The Journal of the Acoustical Society of America, 1990, Volume 88, Issue 1, pp. SI 88-S189.

15. A.C. Бугаев, Ю.В. Гуляев, И.И. Сухацкий, В.А. Яценко, «Приборы с акустическим переносом зарядов», Зарубежная радиоэлектроника, 1991, №3, стр. 23-35.

16. W. Soluch, IEEE Trans., 1977, V. SU-24, p.43.

17. Yoonkee Kim and William D. Hunt, «Surface acoustic wave properties of ZnO films on {001}-cut», Journal of Applied Physics, 1994, Volume 75, Issue 11, pp. 7299.

18. E. Cullen M. J. Miller, «D New analog memory devices demonstrated using heterojunction acoustic charge transport device technology», Applied Physics Letters, 1992, V. 61,1. 4, pp. 450-452.

19. M. Rotter, A. Wixforth, W. Ruile, D. Bernklau, and H. Riechert, «Giant acoustoelectric effect in GaAs/LiNb03 hybrids», Appl. Phys. Lett., , 1998, v.73, №15, pp.2128-2130.

20. M. Rotter, A.V. Kalameitsev, A.O. Govorov, W. Ruile, and A.Wixforth, «Charge coneyance and Nonlinear Acoustoelectric Phenomena for Intense Surface Acoustic Waves on a Semiconductor Quantum Well», Phys. Rev. Lett., 1990, V.82, №10, pp 2171-2174.

21. US Patent №4,665,374, «Monolithic programmable signal processor using FI-FET taps», 1987.

22. M.J. Hoskins, H. Morcos, B.J. Hunsinger, Appl.Phys.Lett.,1982, V 41, pp332.

23. William D. Hunt, Y. Kim, F.M. Fliegel, «А Synopsis of surface acoustic wave propagation on {100}-cut110.-propagating galium arsenide», J. Appl. Phys., 1991, V.69, №15, ppl936-1941.

24. D. Janes, M.J. Hoskins, «Experimental and theoretical characterization of traprelated transfer loss in acoustic charge transport devices», J. Appl. Phys.,1989, V.66, № 15.

25. Bruce C. Schmukler, «Dynamics of charge storage in acoustic charge transport devices on GaAs», J. of Applied Physics, 1991, V. 69,1. 5, pp. 3335-3344.

26. Michael J. Hoskins and Bill J. Hunsinger, «Simple theory of buried channel a. acoustic charge transport in GaAs», J. of Applied Physics, 1984, V. 55, I. 2, pp. 413426 .

27. US Patent № 4.633.285 ,«Acoustic charge transport device and method», 1986.

28. G.A. Peterson, B.J. MacCartin, W.J. Tanski, R.E. LaBarre, "Charge confinement in heterojunction acoustic charge transport devices", Appl. Phys. lett., 1989, V. 55., 1.13, pp.1330-1332.

29. C.B. Бирюков, Ю.В. Гуляев, B.B. Крылов, В.П. Плесский, «Поверхностные акустические волны в неоднородных средах», М., Наука, 1991г., 416с.

30. W.J. Tanski, S.W. Merritt, R.N. Sacks D.E. Cullen, E.J. Branciforte, R.D. Carrol and T.C. Eschrich, «Heterojunction acoustic charge transport devices on GaAs», Appl. Phys. Lett., 1988, V.52, №4, pp.18-20,.

31. Victor E. Steel, W. D. Hunt, M. A. Emanuel, J. J. Coleman, and B. J. Hunsinger, «Surface acoustic wave properties of aluminum gallium arsenic», J. of Applied Physics, July 1, 1989, V. 66,1. 1, pp. 90-96.

32. W.D. Goodhue, B.E. Burke, К. B. Nichols, G. M. Metze, G.D. Johnson, «Quantum-well Charge-coupled Device-addressed Multiple-quantum-well Spatial Light Modulators», J. of Vacuum Science & Technology, 1986, B4(3), pp769-772.

33. Michael J. Hoskins and Bill J. Hunsinger, «Monolithic GaAs Acoustic charge transport Devices», Ultrasonics Symposium, 1982, pp. 456-460.

34. В.И. Егоркин, «Акустический перенос заряда в гетероструктурах арсенида галлия», В сб. тезисов докладов 3-ей Международной н-т конференции «Электроника и информатика- 21 век», М., 2000 г., с. 60.

35. S. Н. Simon, «Coupling of surface acoustic waves to a two-dimensional electron gas», Phys. Rev. В 1996, V.54, pp.13878.

36. G. Gumbs, G. R. Aizin, M. Pepper, «Interaction of surface acoustic waves with a narrow electron channel in a piezoelectric material», Phys. Rev. B, 1998, V. 57, pp.10354- 10358.

37. G. Gumbs, G. R. Aizin, M. Pepper, «Coulomb interaction of two electrons in the quantum dot formed by the surface acoustic wave in a narrow channel», Phys. Rev. В 1999, V. 60, pp.13954- 13956.

38. US Patent №5.420.448, «Complementary acoustic charge transport device and method», 1989.

39. US Patent №5.128.734, «Surface channel НАСТ», 1990.

40. US Patent №5.264.717, «НАСТ structure with reduced surface state effects» 1993.V

41. US Patent №5.394.003, «Acoustic charge transport device buffered architecture», 1995.

42. US Patent №5.422.533, «Piezoelectric resonator», 1995.

43. J. Cunningham, V. I Talyanskii, J. M. Shilton, M. Pepper, M. Y. Simmons, D. A. ^ Ritchie, «Single-electron acoustic charge transport by two counterpropagating surfaceacoustic wave beams», Phys. Rev.,B, 1999, V. 60, pp.4850 -4853.

44. С. H. W. Barnes, J. M. Shilton, A. M. Robinson, «Quantum computation using electrons trapped by surface acoustic waves», Phys. Rev. B, 2000, V. 62, pp. 8410 .

45. В. C. Beggs, L. Young, and R. R. Johnson, «Optical charge injection into a gallium arsenide acoustic charge transport device»,J. of Applied Physics, 1988, V. 63,1. 7, pp. 2425-2430.

46. C. Rocke, S. Zimmermann, A. Wixforth, J. P. Kotthaus, G. Bohm, G. Wiemann, «Acoustically Driven Storage of Light in a Quantum Well», Phys. Rev.Lett., 1997, V. 78, pp. 4099-4101.

47. Wallace С. H. Choy , «Electro-optic and electro-absorptive modulations of AlGaAs/GaAs quantum well using surface acoustic wave», J. of Applied Physics, 1998, V. 83,1. 2, pp. 858-866.

48. L. Vasil'ev, S. M. Kikkarin, D. V. Nomokonov, and I. B. Yakovkin , «Analytical one-dimensional model for acoustic charge transport», Acoustical Physics, 1995, V. 41,1. 6, pp. 784-790.

49. G. A. Peterson, B. J. McCartin, W. J. Tanski, and R. E. LaBarre, «Charge confinement in heterojunction acoustic charge transport devices», Applied Physics Letters,1989, V. 55,1. 13.

50. A.K. Мороча, В.И. Егоркин, «К теории распространения и усиления поверхностных акустических волн в гетероструктурах на основе GaAs", Известия вузов «Электроника», М., 2002., №6, с. 10-16.

51. M.J. Hoskins, М. Morkos, B.J. Hunsinger, «Charge transport by surface acoustic waves in GaAs», Appl. Phys. Lett., 1982, V.41, pp. 332 .

52. M. Rotter, A.V. Kalameitsev, A.O.Govorov, W.Ruil, and A.Wixforth, "Charge Conveyance and Nonlinear Acoustoelectric Phenomena for Intense Surface Acoustic Waves on Semiconductor Quantum Well",Phys. Rev. Lett., 1999, V. 82, pp. 21712174.

53. C.M. Weinert J. Appl. Phys., 1999, V.71, p.7947.

54. A.H. Тихонов, А.А. Самарский, «Уравнения математической физики», М., Наука, 1972.

55. А.К. Мороча, В.И. Егоркин, И.П. Казаков, «Исследование акустического переноса заряда в гетероструктурах на основе арсенида галлия», Известия вузов «Электроника», М., 2003., №3, с. 11-14.

56. Д.И.Блохинцев «Основы квантовой механики», Москва, Высшая школа, 1961г., стр. 330.

57. А.К. Мороча, В.И. Егоркин, С.С. Шмелев, В.В. Капаев, И.П. Казаков «Исследование влияния тока инжекции на амплитуду сигнала акустическогопереноса в гетероструктурах на основе арсенида галлия», Микроэлектроника, М., (в печати).

58. P.V. Santos, М. Ramsteiner, F. Jungnicel, " Spatially resolved photoluminescence in GaAs surface acoustic wave structures" Applied Physics Letters, 1998, V 72, №17, pp2099- 2101.

59. T.Sogawa, P.V. Santos, S.K.Zhang, S.Eshlanghi, A.D.Wieck, K.H.Ploog, «Dynamic band-structure modulation of quantum wells by surface acoustic waves», , Physical Review B, 2001, V63, pp 121307-1,121307-4,.

60. D. Janes M. J. Hoskins and M. J. Brophy, «Transfer loss in acoustic charge transport devices due to electron traps induced by proton bombardment», J. of Appl. Phys., 1989, V. 66, № 12, pp. 6150-6157.