Электрохимия полупроводников. Батенков В.А. - 111 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

АлтГУ | Барнаул

Составители: 

Рубрика: 

111
3.6.2.
Влияние различных факторов на параметры ВАХ контактов МП
Природа полупроводника.
Униполярные свойства проявляют контакты металлов с невырожденным полупровод-
ником и скорее с n-, чем р-типом: больше высота барьера, меньше склонность к деградации
после температурной обработки; р-тип часто образует невыпрямляющие контакты.
Высота барьера контактов МП равна примерно половине ширины запрещённой зоны по-
лупроводника. Так, для n-Si (∆E
g
= 1.1 эВ), n-GaAs (1.42 эВ), n-GaP (2.25 эВ) высота барьера Ф
b
соответственно
равна 0.55…0.80, 0.70…0.95, 1.1…1.3 эВ [31]. Она больше для грани (111),
а у соединений A
III
B
V
она больше для ориентации (111)В, чем для (111)А [23].
Изменения концентрации донорной примеси до N
D
≈ 10
17
cм
–3
не влияют заметно на
предельный (обратный) ток I
l
o
и высоту барьера контакта, но при N
D
> 10
17
cм
–3
предельный
ток начинает быстро возрастать, а высота барьера – быстро падать [23, 30, 31] (см. рис. 2.4, а
и рис. 3.3). При n ≈ N
D
> (3…8)⋅10
18
cм
–3
выпрямление на контакте металл – GaAs n-типа ис-
чезает. Это объясняют туннелированием электронов через ОПЗ, которая становится всё
тоньше с ростом концентрации носителей (см. уравнение (1.9), п. 1.1.2).
lg i
lg i
5
(А/см
2
)
5 (А/см
2
)
–1 –2
–2 4 –3
1
–3 3 2 –4 4
–4 –5
0 0.1 0.2
U
, В
–5 –5 3 1
2
–6 –6
–7 –7
0 0.05 0.1 0.15
U
, В 0 1 2 3
U
, В
a
b
Рис. 3.3. Зависимость прямых (а) и обратных (b) ветвей ВАХ контактов электроосаждённого
Ni – GaAs
n-типа ориентации (111)А от концентрации носителей (см
–3
) [30]:
1 - 8⋅10
14
, 2 - 2⋅10
15
, 3 - 1.5⋅10
16
, 4 - 6⋅10
17
, 5 - 2.5⋅10
18
Природа металла .
Как отмечалось выше, природа металла не оказывает существенного влияния на высоту
барьера контакта металлов с Ge, Si, соединениями A
III
B
V
, хотя она несколько больше, примерно на
0.1 эВ, для благородных металлов, чем, например, для Ni, и несколько меньше для щелочно-
земельных элементов. Лишь для ионных, в частности, оксидных полупроводников высота
барьера чётко зависит от работы выхода заряда из металла [31].
Предварительная обработка полупроводника, условия нанесения металла.
Это наиболее важные факторы, которые в сильной степени влияют на основные пара-
метры ВАХ: высоту барьра Ф
b
и коэффициент неидеальности β.
В физике полупроводников считается, что если создать непосредственный (тесный)
контакт металла с полупроводником (без промежуточного слоя оксида), то можно получить
идеальный диод с барьером Шоттки. Однако, попытки изготовить такие контакты успеха не
     3.6.2. Влияние различных факторов на параметры ВАХ контактов МП
      Природа полупроводника.
      Униполярные свойства проявляют контакты металлов с невырожденным полупровод-
ником и скорее с n-, чем р-типом: больше высота барьера, меньше склонность к деградации
после температурной обработки; р-тип часто образует невыпрямляющие контакты.
      Высота барьера контактов МП равна примерно половине ширины запрещённой зоны по-
лупроводника. Так, для n-Si (∆Eg = 1.1 эВ), n-GaAs (1.42 эВ), n-GaP (2.25 эВ) высота барьера Фb
соответственно равна 0.55 0.80, 0.70 0.95, 1.1 1.3 эВ [31]. Она больше для грани (111),
а у соединений AIIIBV она больше для ориентации (111)В, чем для (111)А [23].
      Изменения концентрации донорной примеси до ND ≈ 1017 cм–3 не влияют заметно на
предельный (обратный) ток Ilo и высоту барьера контакта, но при ND > 1017 cм–3 предельный
ток начинает быстро возрастать, а высота барьера – быстро падать [23, 30, 31] (см. рис. 2.4, а
и рис. 3.3). При n ≈ ND > (3 8)⋅1018 cм–3 выпрямление на контакте металл – GaAs n-типа ис-
чезает. Это объясняют туннелированием электронов через ОПЗ, которая становится всё
тоньше с ростом концентрации носителей (см. уравнение (1.9), п. 1.1.2).

    lg i                                               lg i                5
  (А/см2)                                5           (А/см2)
     –1                                                  –2

     –2                                  4              –3
                                             1
     –3                              3           2      –4                 4

     –4                                                    –5
                                                                0   0.1             0.2    U, В
     –5                                                    –5                      3          1
                                                                                               2
     –6                                                    –6

     –7                                                    –7
          0    0.05      0.1      0.15       U, В               0   1          2          3 U, В
                          a                                                    b

Рис. 3.3. Зависимость прямых (а) и обратных (b) ветвей ВАХ контактов электроосаждённого
      Ni – GaAs n-типа ориентации (111)А от концентрации носителей (см–3) [30]:
                   1 - 8⋅1014, 2 - 2⋅1015, 3 - 1.5⋅1016, 4 - 6⋅1017, 5 - 2.5⋅1018

      Природа металла .
      Как отмечалось выше, природа металла не оказывает существенного влияния на высоту
барьера контакта металлов с Ge, Si, соединениями AIIIBV, хотя она несколько больше, примерно на
0.1 эВ, для благородных металлов, чем, например, для Ni, и несколько меньше для щелочно-
земельных элементов. Лишь для ионных, в частности, оксидных полупроводников высота
барьера чётко зависит от работы выхода заряда из металла [31].
     Предварительная обработка полупроводника, условия нанесения металла.
     Это наиболее важные факторы, которые в сильной степени влияют на основные пара-
метры ВАХ: высоту барьра Фb и коэффициент неидеальности β.
     В физике полупроводников считается, что если создать непосредственный (тесный)
контакт металла с полупроводником (без промежуточного слоя оксида), то можно получить
идеальный диод с барьером Шоттки. Однако, попытки изготовить такие контакты успеха не

                                                     111

Страницы