Rev. Phys. Appl. (Paris) 13, 655-659 (1978)
DOI: 10.1051/rphysap:019780013012065500

Substrate and interface effects in GaAs fet's

H. Tranduc¹, P. Rossel¹, J. Graffeuil², C. Azizi¹, G. Nuzillat³ et G. Bert<sup>3

1</sup>  Laboratoire d'Automatique et d'Analyse des Systèmes du CNRS (2), 7, avenue du Colonel-Roche, 31400 Toulouse, France
²  Université Paul-Sabatier (2), 118, route de Narbonne, 31077 Toulouse, France
³  Laboratoire Central de Recherches Thomson CSF, Domaine de Corbeville, 91401 Orsay, France

Abstract
In this paper, the experimental results describing the substrate bias effect on the Schottky gate capacitance-voltage and the DC current-voltage characteristics of GaAs FET's (N-type epilayer on semi-insulating Cr-doped substrate) are reported. These results are accounted for by the formation of a double space-charge in the N-layer and in the S.I. substrate in the vicinity of the interface. A theoretical analysis is proposed and appropriate methods for obtaining both the N active layer and the interface parameters (fixed interface charge value, deep centers density in the S.I. GaAs) are shown. The deep level charge effect on the low temperature drain current-drain voltage characteristics, is described.

Résumé
Dans cette communication on décrit l'effet de la polarisation du substrat sur les caractéristiques électriques du transistor à effet de champ à l'arseniure de gallium, réalisé à partir d'une couche N épitaxiée sur substrat semi-isolant compensé au chrome. Une analyse basée sur l'existence d'une double charge d'espace à l'interface semiconducteur-semi-isolant, est proposée et appliquée à la détermination des paramètres de la couche active et des paramètres de l'interface. Les propriétés des caractéristiques de courant de drain aux basses températures et celles de l'admittance de sortie en basses fréquences, sont attribuées à la réponse dynamique de cette double charge d'espace.

PACS
2560S - Other field effect devices.

Key words
gallium arsenide -- III V semiconductors -- interface electron states -- Schottky gate field effect transistors -- space charge -- substrate bias effect -- N layer -- interface charge value -- deep level charge effect -- GaAs Schottky barrier FET's -- semiconductor device -- capacitance voltage characteristics -- DC current voltage characteristics -- double space charge -- drain characteristics