проводника относительно низок, что соответствует омическому контакту (рис. 7.10,6). Запускающий (инициирующий) рекомбинационно-генерационный центр расположен в области объемного заряда выпрямляющего барьера на л-стороне перехода.

В том случае, когда на переход подается прямое смещение, большая часть падения потенциала приходится на область выпрямляющего контакта металл - полупроводник, что приводит к уменьшению высоты барьера (рис. 7.11, с) и через пере-

Пус той е-р-центр

/7 +

Занятый е-р-центр

-Fr,

Рис. 7.11. Влияние изменения заселенности р-г-центра на выпрямляющий барьер.

о, - центр пуст, барьер низкий, ток большой; б - центр занят электроном, барьер стал выше, ток уменьшился.

ХОД течет ток. Далее, если заселенность рекомбинационно-генерационного центра (р-г-центра) изменяется, скажем, путем захвата электрона, то высота барьера увеличивается, а ток через переход уменьшается (рис. 7.11,6). Следовательно, по этой модели единственный акт захвата или освобождения носителя заряда приводит к модулированию потока большого числа носителей таким способом, который приводит к количественному соответствию с наблюдаемой на практике величиной взрывного шума. В частности, величина амплитуды импульсов такого шума, согласно этой модели, имеет экспоненциальную зависимость от напряжения смещения в виде, определяемом уравнением (7.3).

В описанных выше моделях Люк с сотр. и Хсу с сотр. связывают происхождение взрывного шума с двумя существенно различными типами дефектов в кристаллах образцов: в первом случае шумовые импульсы связываются с движением дислока-

ЦИЙ В кристаллической структуре, а во втором шум обусловлен наличием металлических осаждений в кристалле. Рёдель и Висванатан [35] предприняли попытку определить истинную среди этих альтернатив, для чего вводили определенные изменения в технологию изготовления линейных операционных интегральных усилителей. Сначала они приняли меры по предотвращению осаждения атомов металлов в область перехода эмиттер - база, но не изменили при этом плотность дефектов дислокационного типа, использовав метод НС1-отжига. Такая обработка привела к заметному, но не впечатляющему увеличению количества транзисторов с меньшей величиной взрывного шума или вообще без него. Гораздо более существенные положительные результаты достигались в тех случаях, когда минимизировался температурный удар, что достигалось снижением скорости при выращивании кристаллов эмиттеров методом вытягивания из печи при температуре 1000°С со скоростью 20-2 см/мин. При большей скорости вытягивания фактически все транзисторы имели дефекты дислокационного типа в области перехода эмиттер - база, тогда как при меньшей 80% транзисторов были абсолютно свободны от таких дефектов, что, вероятно, было связано с самозалечиванием пластин за счет большего времени их пребывания в горячей зоне печи. Полученные результаты суммированы в табл. 7.1. Из них следует, что именно дефекты дислокационного типа Обусловливают взрывной шум у р-п-переходов с прямым смещением.

Такой вывод получил серьезную поддержку в работе Блас-кеса [4], касающейся исследований планарных эпитаксиальных п-р-п-транзисторов. Он провел статистические эксперименты

Таблица 7.1. Воздействие дефектов типа металлических осаждений.

и дефектов типа дислокаций на взрывной шум. Данные результаты получены

Рёделем и Висванатаном [35] согласно измерениям, выполненным

на линейных операционных интегральных усилителях

(с любезного разрешения, © 1975 IEEE)

Удалены дефекты типа дислокаций

7.4, Взрывной шум у резисторов

О взрывном шуме, обнаруженном у резисторов разных типов, сообщали Пей [31], Белл [1], а также Кард и Моретик [7]. Согласно Беллу, это явление имеет вид нерегулярно распределенных импульсов, наложенных на статистически регулярный шум тока. Оно значительно отличается по своему характеру от шумовых импульсов ступенчатого вида, обнаруженных в приборах с р-п-переходами и описанных в предыдущих разделах.

Пей обнаружил, что частота, на которой имеют место всплески углеродистых композиционных и углеродистых тонкопленочных резисторов, проявляет тенденцию к увеличению с увеличением тока, но слабо уменьшается в том случае, когда умеренный и не изменяющийся по величине ток течет через резистор продолжительное время. Такое поведение обусловливается, по всей вероятности, каким-то тепловым механизмом, поскольку обнаруживается тенденция возврата к исходной частоте всплесков после того, как на некоторое время снималась нагрузка. Кроме того, Чонг [9], а также Белл и Чонг [2] обнаружили, что взрывной шум в углеродистых композиционных резисторах может существенно модифицироваться в том случае, когда резистор находится под нагрузкой в течение длительного времени, либо когда по нему за короткое время проходит очень большой ток, В последнем случае возникают необратимые изменения в форме шумового сигнала, которые Белл связал с выгоранием дефектных контактов.

на нескольких десятках пластин с целью определения типа кристаллических дефектов, главным образом обусловливающих взрывной шум у переходов с прямым смещением. Им изучалось воздействие дефектов, возникающих за счет термического удара (линии сдвига), индуцированных диффузией дислокаций внутри и вне области эмиттера сильно легированных транзисторов и металлических осаждений (золота и меди). Результаты исследования показали, что металлические примеси и осаждения не являются источниками взрывного шума, тогда как линии сдвига в результате термического удара и индуцированные диффузией дислокации при высоком уровне легирования эмиттера в обоих случаях приводят к взрывному шуму.

Это доказательство совместно с более ранней работой Рё-деля и Висманатана, очевидно, неоспоримо: основной источник взрывного шума в р-п-переходах с прямым смещением - дислокации кристаллической структуры, а не осаждения металлов.