Estudio de HEMTs basados en semiconductores de gap estrecho. Desde los materiales al dispositivo

Resumen

[ES] El objetivo de esta tesis ha sido explorar, a través de los resultados obtenidos de la simulación Monte Carlo (MC), las mejoras que supone la utilización de semiconductores de gap estrecho (InAs e InSb) en el canal de los HEMTs con el fin de mejorar su comportamiento a alta frecuencia y bajo ruido. El primer paso a la hora de simular cualquier tipo de dispositivo es la correcta simulación de los semiconductores involucrados. No sólo han de ser estudiados los semiconductores que darán lugar al canal (InAs e InSb), sino también los encargados de formar la barrera (AlSb y AlInSb). Para la correcta obtención de los parámetros de simulación, no sólo ha sido necesario una intensa búsqueda bibliográfica, sino también el ajuste minucioso de alguno de los parámetros. Una vez obtenidos los parámetros de simulación, hemos estudiado las propiedades de transporte tanto de electrones como de huecos en el interior de los semiconductores a través de los resultados obtenidos con nuestro simulador MC de partícula única convenientemente modificado para la correcta simulación de estos semiconductores de gap estrecho. El siguiente paso es el análisis de las heteroestructuras formadas con los semiconductores de gap estrecho en el canal y en las que posteriormente estarán basados los HEMTs. Hemos estudiado dos heteroestructuras: AlSb/InAs y Al0.15In0.85As/InSb. Estas dos heteroestructuras han sido comparadas a partir de los resultados obtenidos con nuestro simulador MC bidimensional adecuadamente modificado con el fin de simular correctamente este tipo de heterouniones. Tras el estudio de los semiconductores aislados y de las heteroestructuras hemos estudiado las características de los HEMTs basados en InAs/AlSb. Hemos explicado el proceso de fabricación de estos dispositivos, y las características tanto estáticas como dinámicas obtenidas a partir de la simulación MC han sido comparadas con los resultados experimentales medidos en la Chalmers University of Thechnology.