Электрохимия полупроводников. Батенков В.А. - 77 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

АлтГУ | Барнаул

Составители: 

Рубрика: 

77
Рис. 2.7. Зависимость анодных кривых (a) и обратных кривых диодов (b),
от концентрации электронов е
–
(см
–3
):
1 - 6⋅10
15
, 2 - 1.3⋅10
16
, 3 - 5⋅10
16
,
4
-1.6⋅10
17
, 5
- 5⋅10
17
, 6 - 2.3⋅10
18
, 7- 4⋅10
18
. GaAs n-типа, ориентация
(111)В.
Электролит: 0.3 моль/л раствор CH
3
COONa в трифторуксусной кислоте.
23
о
С, темнота. Диоды изготовлены электроосаждением сплава W-Ni [62].
2. У невырожденного GaAs n-типа (n ≤ 3⋅10
17
см
–3
) в темноте быстрое возрастание
анодного перенапряжения начинается при плотности анодного тока 10
–8
…10
–6
А/см
2
, которая
во много миллионов раз больше предельного диффузионного тока пазонов 10
–12
…10
–15
А/см
2
,
рассчитанного по уравнению (1.72). В отличие от n-Ge, но также как и у n-Si, скорость воз-
растания перенапряжения при анодной поляризации n-GaAs растёт с уменьшением кон-
центрации донорной примеси и, наоборот, уменьшается с её ростом.
3. Из рисунка 2.7 и литературы [52, 59] следует, что при прочих равных условиях у ма-
лолегированных образцов 1, 2, 3, 4 (n = 10
14
...10
17
см
–3
) предельный анодный ток отличается
мало, но быстро возрастает у высоколегированных образцов 6 и 7. При концентрации элек-
тронов больше (3…5)⋅10
18
см
–3
n-GaAs вырождается и ведёт себя как p-GaAs.
4. Рассматриваемое торможение анодного процесса не зависит от интенсивности пере-
мешивания раствора или скорости вращения дискового анода из n-GaAs, лишь улучшается
воспроизводимость и несколько возрастает ток для стороны (111)A [50]. Это свидетельствует,
что затруднения обусловлены процессами в твёрдой фазе анода.
5. Освещение, генерируя пазоны, увеличивает анодный ток растворения n-GaAs в сотни
раз, пропорционально интенсивности освещения (до определённых пределов) и уменьшает
электродный потенциал n-GaAs (на сотни милливольт) [44, 52]. Аналогично освещению дей-
ствуют добавляемые в электролит окислители, потребляющие на своё восстановление ва-
лентные электроны, т. е. инжектирующие пазоны [42, 43, 47, 49, 52]. Эти наблюдения под-
тверждают участие пазонов в анодном окислении GaAs.
6. Кристаллографическая ориентация поверхности анода из n-GaAs не влияет заметным
образом на характер торможения и на вид анодных кривых, хотя анодный ток растворения
стороны (111)B обычно больше, чем для стороны (111)A [51].
7. Напряжение пробоя, при котором начинается новый рост анодного тока, зависит от
концентрации электронов (донорной примеси), а также от состава раствора, т. е. от его
способности растворять продукты окисления арсенида галлия, которые пассивируют
локальные места пробоя. Так, в 1 моль/л растворе H
2
SO
4
напряжение пробоя выше, чем
в 1 моль/л растворе КОН [47], и для n-GaAs ориентации (111)В его зависимость от кон-
центрации носителей, больше 10
16
см
–3
, описывается эмпирической формулой [47, 58]:
U
bd
= 10
9
⋅n
–0,5
. (2.45)
       Рис. 2.7. Зависимость анодных кривых (a) и обратных кривых диодов (b),
        от концентрации электронов е– (см–3): 1 - 6⋅1015, 2 - 1.3⋅1016, 3 - 5⋅1016,
        4 -1.6⋅1017, 5 - 5⋅1017, 6 - 2.3⋅1018, 7- 4⋅1018. GaAs n-типа, ориентация (111)В.
          Электролит: 0.3 моль/л раствор CH3COONa в трифторуксусной кислоте.
         23 оС, темнота. Диоды изготовлены электроосаждением сплава W-Ni [62].

      2. У невырожденного GaAs n-типа (n ≤ 3⋅1017 см–3) в темноте быстрое возрастание
анодного перенапряжения начинается при плотности анодного тока 10–8 10–6 А/см2, которая
во много миллионов раз больше предельного диффузионного тока пазонов 10–12 10–15 А/см2,
рассчитанного по уравнению (1.72). В отличие от n-Ge, но также как и у n-Si, скорость воз-
растания перенапряжения при анодной поляризации n-GaAs растёт с уменьшением кон-
центрации донорной примеси и, наоборот, уменьшается с её ростом.
      3. Из рисунка 2.7 и литературы [52, 59] следует, что при прочих равных условиях у ма-
лолегированных образцов 1, 2, 3, 4 (n = 1014...1017 см–3) предельный анодный ток отличается
мало, но быстро возрастает у высоколегированных образцов 6 и 7. При концентрации элек-
тронов больше (3 5)⋅1018 см–3 n-GaAs вырождается и ведёт себя как p-GaAs.
      4. Рассматриваемое торможение анодного процесса не зависит от интенсивности пере-
мешивания раствора или скорости вращения дискового анода из n-GaAs, лишь улучшается
воспроизводимость и несколько возрастает ток для стороны (111)A [50]. Это свидетельствует,
что затруднения обусловлены процессами в твёрдой фазе анода.
      5. Освещение, генерируя пазоны, увеличивает анодный ток растворения n-GaAs в сотни
раз, пропорционально интенсивности освещения (до определённых пределов) и уменьшает
электродный потенциал n-GaAs (на сотни милливольт) [44, 52]. Аналогично освещению дей-
ствуют добавляемые в электролит окислители, потребляющие на своё восстановление ва-
лентные электроны, т. е. инжектирующие пазоны [42, 43, 47, 49, 52]. Эти наблюдения под-
тверждают участие пазонов в анодном окислении GaAs.
      6. Кристаллографическая ориентация поверхности анода из n-GaAs не влияет заметным
образом на характер торможения и на вид анодных кривых, хотя анодный ток растворения
стороны (111)B обычно больше, чем для стороны (111)A [51].
      7. Напряжение пробоя, при котором начинается новый рост анодного тока, зависит от
концентрации электронов (донорной примеси), а также от состава раствора, т. е. от его
способности растворять продукты окисления арсенида галлия, которые пассивируют
локальные места пробоя. Так, в 1 моль/л растворе H 2SO4 напряжение пробоя выше, чем
в 1 моль/л растворе КОН [47], и для n-GaAs ориентации (111)В его зависимость от кон-
центрации носителей, больше 10 16 см–3, описывается эмпирической формулой [47, 58]:
     Ubd = 109⋅n–0,5.                                                                 (2.45)
                                              77

Страницы