Techniklexikon

GaAsSchottky-FET

MESFET auf Basis von Galliumarsenid, der hauptsächlich als Höchstfrequenz-Halbleiterbauelement verwendet wird. In einem G. besteht der Kanal aus einer 0, 1 bis 0, 3 m dünnen, mittels Epitaxie abgeschiedenen Schicht (Dotierung etwa 1017cm), die sich ihrerseits auf einer Pufferschicht befindet. Die Metallisierung für die Kontakte besteht im wesentlichen aus Gold. Neben dieser klassischen Mesa-Epitaxie-Variante (Mesatechnik) werden seit kurzem G. auch in < Planartechnik hergestellt, wobei der Kanal durch selektive Ionenimplantation direkt in ein hochoh-miges GaAs-Substrat (Substrat, semiisolierendes) erzeugt wird. Der G. zeigt die typische Steuercharakteristik eines MESFET. Für analoge Anwendungen in der Mikrowellentechnik und in MM IC werden ausschließlich Deple-tion-Transistoren eingesetzt, in integrierten Digitalschaltungen (IS, digitale) auch Enhancement-Transistoren verwendet (MES-FET-Technik). Die erreichbaren elektrischen Parameter eines G., wie Verstärkungs- Bandbreite-Produkt, Grenzfrequenz und Schaltgeschwindigkeit, sind eine Funktion der Steilheit des Transistors. Sie hängen somit außerordentlich stark von der Transistorgeometrie ab. Die erreichbare Grenzfrequenz ist umgekehrt proportional zur Gatelänge 1^: Für 18 GHz werden Lg-Werte von 0, 7 m erforderlich, wozu ein sehr hoher technologischer Aufwand im Zyklus I, insbesondere bei der Strukturierung notwendig ist (40-GHz-Transistoren erfordern sogar Gatelängen um 0, 3 m). G. werden überwiegend im Frequenzbereich oberhalb 5 GHz als analoge Mikrowellenbauelemente sowie als extrem schnelle Schalter in der Digitaltechnik eingesetzt, da sich herkömmliche Transistoren aus Silicium wegen der wesentlich geringeren Elektronenbeweglichkeit bei diesen Frequenzen nicht mehr verwenden lassen. In den anwendungstechnisch wichtigsten Frequenzbändern bis 20 GHz sind sie zur dominierenden Bauelementeausführung in Verstärkern, Mischern und Oszillatoren geworden. Ein weiteres Anwendungsgebiet sind IOEC. Die in Leistungsverstärkern eingesetzten G. müssen eine möglichst hohe Ausgangsleistung abgeben und erfordern deshalb eine große Gateweite W (bis zu mehreren Millimetern). Das wird durch besondere Konstruktionsformen erreicht.