Rev. Phys. Appl. (Paris) 13, 503-512 (1978)
DOI: 10.1051/rphysap:019780013010050300

Influence de la polarisation du substrat semi-isolant sur les propriétés électriques du transistor à effet de champ à l'arséniure de gallium et caractérisation de l'interface entre la couche active et le substrat semi-isolant

P. Rossel¹, H. Tranduc¹, J. Graffeuil¹, C. Azizi¹, G. Nuzillat² et G. Bert<sup>2

1</sup>  Laboratoire d'Automatique et d'Analyse des Systèmes du C.N.R.S. 7, avenue du Colonel-Roche, 31400 Toulouse, France
²  Laboratoire Central de Recherches Thomson C.S.F., Domaine de Corbeville, 91401 Orsay, France

Abstract
The effects of the substrate bias on the drain current and on the gate input capacitance of GaAs FET's are studied. The experimental results are explained : it is shown that a dual space charge and a positive fixed charge can develop at the N-epitaxial layer-semi-insulating substrate interface. Experimental methods for determining the technological and physical parameters of the N-layer, the interface and the substrate are proposed. It is deduced that the results obtained by using the classical C(V) profiling methods must be carefully analysed.

Résumé
Les évolutions du courant de drain et de la capacité de grille d'un transistor à effet de champ à grille métallique sur arséniure de gallium sont étudiées en fonction de la polarisation du substrat. Les résultats obtenus sur des composants élaborés sur une couche épitaxiée, par cracking de composés organométalliques directement sur le susbtrat semi-isolant, sont interprétés en introduisant simultanément une double charge d'espace et une charge fixe positive à l'interface entre la couche N épitaxiale et le substrat semi-isolant dopé au chrome. On propose des méthodes expérimentales appropriées à la détermination des paramètres technologiques et physiques qui caractérisent à la fois la couche N, l'interface et le substrat. On en conclut que les méthodes classiques de relevé des caractéristiques capacité-tension ne sont pas utilisables, sans ambiguïté, pour la détermination du profil de dopage des couches.

PACS
2560S - Other field effect devices.

Key words
gallium arsenide -- III V semiconductors -- Schottky gate field effect transistors -- space charge -- substrate bias -- electrical properties -- GaAs FET -- drain current -- dual space charge -- gate substrate interface characteristics -- III V semiconductor