WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып. Управление характером токопереноса в барьере Шоттки с помощью -легирования... высотой барьера таким способом. Реально достигнутое в [6] понижение высоты барьера составило 0.6 эВ при факторе неидеальности до 1.3 (концентрация объемного легирования была 5 · 1018 см-3). Поэтому использование -легированной плоскости оказывается более предпочтительным. Из совместного анализа данных рис. 6, a и b видно, что возможно получение диодов с малой высотой барьера ( 0.2эВ) и фактором неидеальности n 1.5 при расположении -слоя на глубинах, не превышающих 5 нм. Это подтверждается экспериментально (рис. 6, b). Несколько завышенные значения фактора неидеальности, чем предсказываемые теорией при расстояниях x0 5 нм, могут быть обусловлены глубокими заряженными состояниями доноров в -слое.

В работе [15] показано, что уже при N2D > 5 · 1012 см-начинается формирование протяженного хвоста плотности состояний доноров в запрещенной зоне GaAs, глубина их залегания достигает 100 мэВ. С ростом N2D эффект становится более выраженным. При малых eff (eff < 0.2эВ) и(или) больших прямых смещениях это приводит к перезарядке глубоких донорных состояний Рис. 5. Вольт-амперные характеристики модифицированных диодов Шоттки: a — эксперимент, b — расчет.

N2D = 4 · 1012 см-2; x0, нм: 1 —2.5, 2 — 10, 3 — 30, 4 — 60.

т. е. при такой глубине залегания, когда начинает падать вероятность туннелирования электронов через барьер.

При дальнейшем увеличении x0 начинает превалировать термоэлектронная компонента тока и фактор неидеальности уменьшается. Таким образом, самым неблагоприятным случаем является расположение -слоя на глубине 8-15 нм. Этот же эффект проявляется в случае сильного однородного легирования вблизи контакта Рис. 6. Зависимость эффективной высоты барьера eff (a) металл–полупроводник, наблюдался в [6] при толщинах и коэффициента неидеальности n (b) от глубины залегания сильно легированного слоя более 10 нм, что резко -слоя x0 при: N2D = 4 · 1012 (1, 1 ) и 8 · 1012 см-2 (2, 2 ).

ограничивает возможности получения диодов с низкой 1, 2 — расчет; 1, 2 — эксперимент.

Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып. 542 В.И. Шашкин, А.В. Мурель, В.М. Данильцев, О.И. Хрыкин -слоя. Вследствие этого величина эффективного барье- [8] M. Missous, T. Taskin. Semicond. Sci. Technol., 8, (1993).

ра eff в (4) приобретает дополнительную зависимость [9] R.K. Kupka, W.A. Anderson. J. Appl. Phys., 69, 3623 (1991).

от напряжения смещения и возрастает величина фактора [10] J.M. Geraldo, W.N. Podrigues, G. Medeiros-Ribeiro, неидеальности. Очевидно, что этот эффект при статичесA.G. de Oliveira. J. Appl. Phys., 73, 820 (1993).

ких измерениях усложняет картину и в принципе может [11] Туннельные явления в твердых телах (М., Мир, приводить к разным значениям eff и n для прямых и 1973) [Пер. с англ.: Tunneling Phenomena in Solids, ed.

обратных ветвей ВАХ. При N2D = 1.6 · 1013 см-2 и by E. Burstein, S. Lundqvist (N. Y., Plenum Press, 1969)].

x0 = 2.5 нм вычисления дают значения eff 0.2эВ и [12] V.I. Shashkin, V.M. Daniltsev, O.I. Khrykin, A.V. Murel, n 1.5, которые подтверждаются экспериментом. На Yu.I. Chechenin, A.V. Shabanov. Proc. Int. Semicond. Dev.

основе этих структур были изготовлены микроволновые Res. Symp. (ISDRS) (Charlottseville, USA, 1997) p. 147.

диоды, эффективно детектирующие излучение без напря- [13] В.И. Шашкин, В.Л. Вакс, Е.А. Вопилкин, В.М. Данильцев, А.В. Мурель, А.В. Масловский, О.И. Хрыкин, Ю.И. Чечежения смещения [13].

нин. Матер. 7-й Росс. конф. „Арсенид галлия“ (Томск, 1999) с. 175.

[14] I.H. Tan, G.L. Snider, E.L. Hu. J. Appl. Phys., 68, 4071 (1990).

5. Заключение [15] В.Я. Алешкин, В.М. Данильцев, А.В. Мурель, О.И. Хрыкин, В.И. Шашкин. ФТП, 32, 733 (1998).

В результате проведенных исследований показана Редактор Л.В. Шаронова возможность управления эффективной высотой барьера Шоттки с помощью приповерхностного -легирования, которое усиливает роль термополевой (туннельной) Control of current transport mode компоненты тока проводимости. Численное моделироваin Schottky barrier by -doping: design ние токопереноса при достаточно больших изменениях and experiment for Al/GaAs параметров -легирования позволило выявить основные V.I. Shashkin, A.V. Murel, V.M. Danil’tsev, O.I. Khrykin закономерности и определить наиболее приемлемые технологические параметры диодов с пониженной высотой Institute for Physics of Microstructures, барьера на основе GaAs. Методом МОГФЭ изготовRussian Academy of Sciences, лены диодные структуры Al/n-GaAs (n). Показано, что 603950 Nizhny Novgorod, Russia их характеристики находятся в хорошем согласии с результатами численного моделирования. В частности,

Abstract

Possibility is considered of controlling the effective показана возможность формирования барьерного конheight of the barrier in Schottky diodes by introducing a -doped такта к n-GaAs, имеющего высоту 0.2 эВ и фактор layer near the metall–semiconductor contact. Reduction of the неидеальности n < 1.5.

effective height of the barrier is determined by an increased role of tunneling of the carriers through the barrier. A complete Авторы выражают благодарность В.Я. Алешкину, quantum-mechanical numerical simulation of the effect produced И.М. Нефедову и И.А. Шерешевскому за полезные by -layer parameters (concentration and depth) on the current– обсуждения и помощь в составлении программ и оргаvoltage characteristics of the modified diodes is carried out низации математических расчетов.

for Schottky barriers on n-GaAs. Comparison of the computation Работа выполнена при поддержке грантами РФФИ results obtained and the experimental characteristics of the diodes № 01-02-16451, а также МНТП „Физика твердотельных made by the method of metal-organic chemical vapor epitaxy наноструктур“.

shows rather good an agreement. Analysis of the carried-out research has allowed to choose optimum parameters of -layers for producing low barrier diodes ( 0.2eV) with a reasonable Список литературы ideality factor (n < 1.5). Such structures may be used as a basis for manufacturing microwave detector diodes without voltage bias.

[1] Э.Х. Родерик. Контакты металл–полупроводник (М., Радио и связь, 1982).

[2] С. Зи. Физика полупроводниковых приборов (М., Мир, 1984) ч. 1.

[3] G. Myburg, F.D. Auret, W.E. Meyer, C.W. Louw, M.J. van Staden. Thin Sol. Films, 325, 181 (1998).

[4] Т.А. Брянцева, В.Е. Любченко, Е.О. Юневич. Радиотехника и электроника, N 8, 1306 (1995).

[5] В.И. Шашкин, А.В. Мурель, Ю.Н. Дроздов, В.М. Данильцев, О.И. Хрыкин. Микроэлектроника, 26, 57 (1997).

[6] S. Sassen, B. Witzigmann, C. Wolk, H. Brugger. IEEE Trans.

Electron. Dev., 47, 24 (2000).

[7] E.F. Schubert, J.E. Cunnighum, W.S. Tsang, T.H. Chiu. Appl.

Phys. Lett., 49, 292 (1986).

Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.