WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 ||

влияние числа состояний в ловушке m на траектории туннельного и по ловушкам. Как было установлено, вклад ”ловушечного” тока во всем диапазоне изменения приложенного напряжения существенно (в 102-103 раз) превышает туннельный ток. При этом зависимость тока от внешнего напряжения в обоих случаях является экспоненциальной и монотонной. Связано это с различием потенциальных барьеров для электронных переходов по туннельному и ловушечному механизмам. При переносе по уровням ловушек барьер разбивается на несколько более узких барьеров. Вольт-амперные характеристики структуры для описанного случая приведены на рис. (кривые 1, 4). В связи с тем что в диэлектрике могут присутствовать одинарные и двойные дефекты по Шоттки, изучено влияние типа дефекта на ловушечный перенос в периодической структуре Si/CaF2. На том же рисунке показаны рассчитанные ВАХ для случаев присутствия в диэлектрике только электронных или только дырочных ловушек (кривые 2, 3). При этом энер- Рис. 3. Влияние энергетического положения уровня ловушки на вольт-амперную характеристику 20-периодной структуры гетический уровень ловушек совпадал с дном квантовой Si/CaF2. Перенос носителей заряда: 1 — через 2 типа ловушек ямы. Так, при наличии в диэлектрике только электронных для электронов (дырок) с энергией на 0.02 эВ выше (ниже) ловушек величина тока на порядок больше, чем при относительно дна зоны проводимости (потолка валентной зоприсутствии в диэлектрике исключительно дырочных ны) и с энергией, равной дну зоны проводимости (потолку ловушек. Аналогичные соотношения для дырочной и валентной зоны); 2 — только через ловушки для электронов электронной компонент туннельного тока: электронная (дырок) с энергией на 0.02 эВ выше (ниже) относительно дна составляющая тока на 2–3 порядка больше дырочной зоны проводимости (потолка валентной зоны); 3 — через (рис. 2, кривые 5, 6). К такой разнице приводит различие ловушки для случая расположения энергетических уровней высот потенциальных барьеров для электронов (3.3 эВ) аналогично кривой 1 в предположении отсутствия рассеяния и дырок (7.6 эВ). носителей заряда.

8 Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, вып. 114 Ю.А. Берашевич, А.Л. Данилюк, А.Н. Холод, В.Е. Борисенко проектировании нано- и оптоэлектронных приборов на квантовых ямах не только в структурах Si/CaF2, но и в близких по электронным свойствам структурах Si/SiO2, в которых транспорт через ловушку также должен играть существенную роль.

Работа выполнена в рамках проекта Т99-102, финансируемого Фондом фундаментальных исследований Республики Беларусь, и Международной программы ”Наноэлектроника”.

Список литературы [1] C.G. Smith. Rep. Prog. Phys., 59, 235 (1994).

[2] L. Vervoort, F. Bassani, I. Michalcescu, J.C. Vial, F. ArРис. 4. Влияние толщин CaF2 и Si на вольт-амперную naud d’Avitaya. Phys. St. Sol., 190, 123 (1995).

характеристику 20-периодной структуры Si/CaF2 при внешнем [3] F. Bassani, L. Vervoort, I. Michalcescu, J.C. Vial, F. Arсмещении 3 В: 1, 2 — ток через ловушки в зависимости от naud d’Avitaya. J. Appl. Phys., 79, 4066 (1996).

толщин CaF2 и Si соответственно; 3, 4 — туннельный ток в [4] F. Arnaud d’Avitaya, L. Vervoort, F. Bassani, S. Ossicini, A. Faxolino, F. Bernardini. Europhys. Lett., 31, 25 (1995).

зависимости от толщин CaF2 и Si соответственно.

[5] A.G. Cullis, L.T. Canham, P.D.J. Calcott. J. Appl. Phys., 82, 909 (1997).

[6] В.Е. Борисенко, А.Л. Данилюк, А.Н. Холод. Микроэлекдвижения носителей заряда по уровню ловушки. Устатроника, 27, 170 (1998).

новлено, что плотность тока увеличивается в 103 раз с [7] V. Ioannou-Sougleridis, V. Tsakiri, A.G. Nassiopoulou, уменьшением m от 4 до 2 из-за возрастания коэффициF. Bassani, S. Menard, F. Arnaud d’Avitaya. European projects:

ента прозрачности при переносе носителей зарядов по Silicon Modules for Integrated Light Engineering (Marseille, состояниям ловушек.

France, 1999) p. 133.

Анализ влияния геометрических размеров структуры [8] S. Menard, F. Bassani, M. Liniger, F. Arnaud d’Avitaya, A.N. Kholod, V.E. Borisenko. Physics Chemistry and показал неодинаковую зависимость составляющих тока Application of Nanostructures (Minsk, Belarus, 1999) p. 23.

от толщины слоев Si и CaF2 (рис. 4). При увеличении [9] C.B. Duke. Solid Physics Supplement 10 (N.Y., Academic толщины слоев Si от 1 до 2.5 нм величины туннельного Press, 1969) p. 390.

и ловушечного тока изменяются незначительно (кри[10] Электронные процессы и дефекты в ионных кристалвые 2, 4). Рост толщины CaF2 от 1 до 2.5 нм приводит лах. Сб. науч. тр., под ред. И. Тале (Рига, Латвия, 1985).

к тому, что ловушечный ток экспоненциально уменьша[11] В.Я. Кирпиченков. ЖЭТФ, 113, 1522 (1998).

ется в 105 раз, а туннельный в 107 раз (кривые 1, 3).

[12] И.М. Лифшиц, В.Я. Кирпиченков. ЖЭТФ, 77, 989 (1979).

Увеличение отклонения траектории движения носи[13] M.T. Cuberes, A. Bauer, H.J. Wen, M. Prietsch, G. Kaindl. J.

телей заряда по уровню ловушек от прямолинейной Vac. Sci. Technol. B, 12, 2646 (1994).

[14] C. Svensson, I. Lundstrm. J. Appl. Phys., 44, 4657 (1973).

(увеличение угла от 0 до 45) ведет к уменьшению тока в 30–45 раз, что является следствием увеличения Редактор Т.А. Полянская числа состояний в ловушках на траектории движения, а также длины самой траектории.

Carrier transport via traps in nanosize periodic Si/CaF2 structures Заключение Yu.A. Berashevich, A.L. Danilyuk, A.N. Kholod, V.E. Borisenko Предложенная модель параллельного транспорта ноBelarusian State University of Informatics сителей заряда путем туннелирования и через ловушки and Radioelectronics, в наноразмерных периодических структурах Si / CaF2 и 220013 Minsk, Belarus проведенные расчеты показали, что состояния ловушек на 2–3 порядка увеличивают общий переносимый

Abstract

A model of the carrier transport in nanosize periodical заряд. Кроме того, качественный вид вольт-амперных Si/CaF2 structures Si/CaF2 via traps in a dielectric is proposed.

характеристик (ВАХ) зависит от таких факторов, как Computer simulation of current-voltage characteristics has shown энергия и концентрация уровней ловушек, отклонение траектории движения носителей заряда по уровню лову- that the trap controlling carrier transport rises the total current by 2–3 orders. Moreover, at a certain energy position of the trap level шек от прямолинейной. Учет токопереноса по уровням ловушек ведет в определенных случаях к возникновению the characteristics become nonmonotonous. The number of traps немонотонной ВАХ, когда с ростом внешнего напряже- and the carrier’s trajectory via traps, as well as the thickness of ния смещения происходит совпадение уровней в яме и dielectric and barrier heights can influence the current through out диэлектрике. Эти закономерности важно учитывать при the structures.

Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, 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.