Модуляционное легирование

Модуляционное легирование — это метод изготовления полупроводников, при котором свободные носители заряда пространственно отделены от доноров. Поскольку это исключает рассеяние на донорах, полупроводники с модуляционным легированием имеют очень высокую подвижность носителей .

История

Модуляционный допинг был задуман в Bell Labs в 1977 году после разговора Хорста Штёрмера и Рэя Дингла . ^[1] и вскоре реализован Артуром Госсардом . В 1977 году Штёрмер и Дэн Цуй использовали пластину, легированную модуляцией, чтобы обнаружить дробный квантовый эффект Холла .

Выполнение

Полупроводниковые кристаллы с модулированным легированием обычно выращивают методом эпитаксии , чтобы можно было осаждать последовательные слои различных видов полупроводников. В одной распространенной структуре используется слой AlGaAs, нанесенный на GaAs, с донорами Si n-типа в AlGaAs. ^[2]

Приложения

Полевые транзисторы

с модуляционным легированием Транзисторы могут достигать высокой электрической подвижности и, следовательно, быстрой работы. ^[3] Полевой транзистор с модуляционным легированием известен как MODFET . ^[4]

Низкотемпературная электроника

Одним из преимуществ модуляционного легирования является то, что носители заряда не могут захватываться донорами даже при самых низких температурах. По этой причине модулированные гетероструктуры позволяют электронике работать при криогенных температурах.

Квантовые вычисления

, легированные модуляцией, Двумерные электронные газы можно использовать для создания квантовых точек . Электроны, попавшие в эти точки, затем можно будет использовать как квантовые биты. ^[5]

Ссылки

^ Хорст Л. Штёрмер, Нобелевская биография
^ Госсард, AC (1985). «Модуляционное легирование полупроводниковых гетероструктур». Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры . стр. 499–531. дои : 10.1007/978-94-009-5073-3_14 . ISBN 978-94-010-8744-5 .
^ Л.Д. Нгуен; Л. Е. Ларсон; Великобритания Мишра (2009). «Сверхвысокоскоростные полевые транзисторы с модуляционным легированием: обзор учебного пособия». Учеб. ИИЭЭ . 80 (4): 494. дои : 10.1109/5.135374 .
^ Глобальные стандарты для индустрии микроэлектроники - полевой транзистор с модуляционным легированием (MODFET)
^ Р. Хэнсон, Л. П. Кувенховен, Дж. Р. Петта, С. Таруча и ЛМК Вандерсипен (2009). «Спины в малоэлектронных квантовых точках». Преподобный Мод. Физ . 79 (2): 1217. arXiv : cond-mat/0610433 . Бибкод : 2007RvMP...79.1217H . дои : 10.1103/RevModPhys.79.1217 . S2CID 9107975 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[1] Хорст Л. Штёрмер, Нобелевская биография

[2] Госсард, AC (1985). «Модуляционное легирование полупроводниковых гетероструктур». Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры . стр. 499–531. дои : 10.1007/978-94-009-5073-3_14 . ISBN 978-94-010-8744-5 .

[3] Л.Д. Нгуен; Л. Е. Ларсон; Великобритания Мишра (2009). «Сверхвысокоскоростные полевые транзисторы с модуляционным легированием: обзор учебного пособия». Учеб. ИИЭЭ . 80 (4): 494. дои : 10.1109/5.135374 .

[4] Глобальные стандарты для индустрии микроэлектроники - полевой транзистор с модуляционным легированием (MODFET)

[5] Р. Хэнсон, Л. П. Кувенховен, Дж. Р. Петта, С. Таруча и ЛМК Вандерсипен (2009). «Спины в малоэлектронных квантовых точках». Преподобный Мод. Физ . 79 (2): 1217. arXiv : cond-mat/0610433 . Бибкод : 2007RvMP...79.1217H . дои : 10.1103/RevModPhys.79.1217 . S2CID 9107975 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]