WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып. 968 А.А. Шерченков, Б.Г. Будагян, А.В. Мазуров и Eg2(0) для a-SiC : H Из табл. 2 видно, что полученые значения энергий ак- Таблица 3. Сродство к электрону, тивации EC значительно отличаются от Ea = 0.56 эВ, соRC, % XC, % 2, эВ, эВ/K Eg2(0), эВ ответствующего Eg/2 для монокристаллического кремния, что наблюдается для идеального p-n-перехода 20 6.5 3.51 1.5 · 10-3 2.на основе монокристаллического кремния [12]. В этом 60 25.4 2.81 1.1 · 10-3 2.случае генерация носителей заряда происходит в обедненной области аморфного сплава. Учитывая, что основными носителями заряда являются электроны, уровни оценены сродство к электрону и температурный энергии, с которых происходит генерация носителей коэффициент изменения запрещенной зоны для заряда, расположены вблизи дна зоны проводимости.

a-SiC : H. При расчетах для c-Si марки КДБ-10 и Моделирование обратных ветвей ВАХ гетероструктур a-SiC : H принималось: Na1 = 1.50 · 1015 см-3 [13], a-SiC : H/c-Si, измеренных при различных температурах, NV 1 = 1.02 · 1019 см-3 [13], 1 = 4.05 эВ [12,13], позволило оценить значения VD при этих температурах Eg1(0) =1.16 эВ [13], 1 = 2.4 · 10-4 эВ/K [13], (рис. 4). Анализ энергетической диаграммы гетероNV 2 = 1.00 · 1021 см-3 [11], NC2 = 1.00 · 1022 см-3 [11].

структуры a-SiC : H/c-Si позволил получить следующее Полученные оценочные значения сродства к электрону и выражение для температурной зависимости VD:

температурного коэффициента изменения запрещенной NV 1 зоны для a-SiC : Hприведеныв табл. 3. Из табл. 3 видно, VD = 1 + Eg1(0) - 1T - kT ln что с ростом RC значения 2 и 2 уменьшаются.

NaEg2(0) - 2T kT NV - 2 - + ln 5. Заключение 2 2 NCEg2(0) Таким образом, в работе оценено влияние концентра= 1 + Eg1(0) - 2 ции углерода на механизмы токопереноса в гетероструктурах a-SiC : H/c-Si. Установлено, что в гетероструктуре, NV 1 2 k NV - T 1 + k ln - - ln, (13) сформированной при RC = 20%, в области малых пряNa1 2 2 NCмых смещений (U < 1B) преобладает многоступенчатое туннелирование с захватом и эмиссией носителей заряда где индекс 1 соответствует c-Si p-типа проводимости, на ловушках. В области высоких прямых смещений а 2 — собственному a-SiC : H, — сродство к электрону, (U > 1B) ВАХ контролируется объемным сопротивлеEg(0) — ширина запрещенной зоны при 0 K, — темпением аморфной пленки.

ратурный коэффициент изменения ширины запрещенной Для гетероструктур, сформированных при RC = 60 и зоны, NV, NC — эффективные плотности состояний в 80%, в области малых прямых смещений ВАХ контровалентной зоне и зоне проводимости соответственно, лируется объемным сопротивлением слоя a-SiC : H, а в NA — концентрация акцепторов в c-Si.

области больших прямых смещений преобладает ток, Результаты моделирования температурной ограниченный объемным зарядом.

зависимости VD представлены на рис. 4 в виде При обратных смещениях для гетероструктур, сфорсплошных линий. По результатам моделирования были мированных при RC = 20 и 60%, в области малых обратных смещений доминирует ток, ограниченный объемным зарядом, а в области высоких обратных смещений токоперенос контролируется процессами генерации и рекомбинации носителей в обедненной области аморфного полупроводника.

Для гетероструктур, сформированных при RC = 80%, токоперенос во всем исследованном диапазоне обратных смещений контролируется объемным сопротивлением слоя a-SiC : H.

Установлено, что токи утечки через гетеропереход определяются состояниями на границе раздела, которые обусловлены оборванными связями кремния.

Оценены сродство к электрону и температурный коэффициент изменения запрещенной зоны для a-SiC : H.

Работа выполнена при поддержке грантов МиниРис. 4. Температурная зависимость VD для гетероструктур стерства образования №№ 517-ГБ-53-ТЭ, 501-ГБ-53-Гр, a-SiC : H/c-Si. Сплошные линии соответствуют теоретически рассчитанным зависимостям. 392-ГБ-53-Б.

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып. Механизмы токопереноса и свойства гетероструктур a-SiC : H/c-Si Список литературы [1] C.-K. Jung, D.-C. Lim, H.-G. Jee, M.-G. Park, S.-J. Ku, K.-S. Yu, B. Hong, S.-B. Lee, J.-H. Boo. Surf. Coat. Technol., 171, 46 (2003).

[2] H. Gleskova, S. Wagner. Appl. Surf. Sci., 175–176, 12 (2001).

[3] H. Matsuura, T. Okuno, H. Okushi, K. Nanaka. J. Appl. Phys., 55 (4), 1012 (1984).

[4] А.А. Шерченков, Б.Г. Будагян, А.В. Мазуров. Преспективные матер., № 3, 24 (2003).

[5] H. Mimura, Y. Hatanaka. Appl. Phys. Lett., 45, 452 (1984).

[6] H. Matsuura. Jap. J. Appl. Phys., 27, L 513 (1988).

[7] L.F. Marsal, J. Pallares, X. Correig, J. Calderer, R. Alcubilla.

J. Appl. Phys., 79 (11), 8493 (1996).

[8] Morimoto, T. Miura, M. Kumeda, T. Shimizu. Jap. J. Appl.

Phys., 21, L.2 (1982).

[9] М. Ламперт, П. Марк. Инжекционные токи в твердых телах (М., Мир, 1973).

[10] Б.Г. Будагян, А.А. Шерченков, А.Е. Бердников, А.В. Бирюков, Г.Л. Горбулин. Матер. Х Межд. симп. Тонкие пленки в электронике (Ярославль, 20–25 сентября 1999) ч. 2, с. 238.

[11] Аморфный кремний и родственные материалы, под ред. Х. Фрицше (М., Мир, 1991).

[12] С. Зи. Физика полупроводниковых приборов (М., Мир, 1984) т. 1. [Пер. с англ.: S.M. Sze. Physics of Semiconductor Devices, 2-nd edition (Wiley Interscience Publication John Wiley & Sons, N. Y.–Chichester–Brisbane–Toronto– Singapore, 1981) v. 1].

[13] К.В. Шалимова. Физика полупроводников (М., Энергоиздат, 1985).

Редактор Л.В. Беляков Current transport mechanisms and properties of a-SiC : H/c-Si heterostructures A.A. Sherchenkov, B.G. Budaguan, A.V. Mazurov Institute of Electronic Technology, 124498 Moscow, Zelenograd, Russia

Abstract

Properties of a-SiC : H/c-Si heterostructures fabricated at different carbon content in alloy were investigated. Prevailing transport mechanisms were established. Equivalent electric circuit was proposed, which allowed to describe current-voltage characteristics of heterostructures in all investigated bias range.

Temperature band gap coefficient and electron affinity for a-SiC : H alloy were estimated.

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, 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.