Вышедшие номера
Home » Физика и техника полупроводников » Год 2025, выпуск 2 » Статья стр. 60
<<<>>>
Малосигнальная электрическая схема диода Шоттки по данным микроволновой спектрометрии
Резник А.Н. 1, Востоков Н.В.1
1Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
Email: reznik@ipm.sci-nnov.ru, vostokov@ipm.sci-nnov.ru
Поступила в редакцию: 26 марта 2025 г.
В окончательной редакции: 23 июня 2025 г.
Принята к печати: 23 июня 2025 г.
Выставление онлайн: 29 июля 2025 г.
PDF версия
Методом микроволновой вольт-импедансной спектроскопии исследованы однородный n-Si и структурированный n-GaAs образцы с системой концентрических барьерных контактов на поверхности. По измерениям в диапазоне частот f=0.01-67 ГГц с латеральным разрешением 20-50 мкм для образца Si восстановлены спектры комплексного импеданса Z(f,U) (U - напряжение смещения на контакте). По спектрам определены электрофизические характеристики полупроводника - тип, концентрация и подвижность свободных носителей заряда, удельная электропроводность, контактная разность потенциалов. В диапазоне 0.1-20 ГГц обнаружено избыточное сопротивление и перепад емкости C(f-> 0)>C(f->бесконечность) контакта Шоттки. Предложена малосигнальная электрическая схема диода Шоттки, характеризуемая двумя временными масштабами - низкочастотным tau_l=(0.5-1)· 10-9 с и высокочастотным tau_h=(3-4)· 10-11 с. В дополнение к выполненным ранее исследованиям измерен микроволновой спектр Z(f,U=0) при нагреве образца GaAs до температуры T=100 oС и на низких частотах 102-106 Гц с проходом по температуре T=77-345 K. По совокупности всех исследований выдвинутая ранее гипотеза о связи наблюдаемых микроволновых эффектов с перезарядкой глубоких состояний (ловушек) не нашла подтверждения. Предложена другая интерпретация, связывающая эффекты с особенностями транспорта носителей заряда в обедненном слое контакта Шоттки. Обсуждаются возможности физического обоснования этого механизма. Ключевые слова: микроволновый диапазон, зондовая станция, импеданс, полупроводник, барьерный контакт, электрофизические характеристики, транспорт носителей, избыточное сопротивление.
  1. S.M. Sze, K.K. Ng. Physics of semiconductor devices. 3rd ed. (Johen Wiley and Sons, Inc., 2007)
  2. D.K. Schroder. Semiconductor material and device characterization. 3rd ed. (John Wiley and Sons, Inc., 2006)
  3. А.Н. Резник, Н.К. Вдовичева. ЖТФ, 89 (11), 1813 (2019)
  4. А.Н. Резник, Н.В. Востоков, Н.К. Вдовичева, В.И. Шашкин. ЖТФ, 90 (11), 1944 (2020)
  5. А.Н. Резник, Н.В. Востоков. ЖТФ, 92 (3), 492 (2022)
  6. А.Н. Резник, Н.В. Востоков. ФТП, 57 (3), 169 (2023)
  7. A. Rumiantsev, R. Doerner. IEEE Microwave Mag., 14 (7), 46 (2013)
  8. A.Rumiantsev. On Wafer Calibration Techniques Enabling Accurate Characterization of High-Performance Silicon Devices at the mm-Wave Range and Beyond (Denmark, River Publishers, 2019)
  9. A. Imtiaz, T.M. Wallis, P. Kabos. IEEE Micrwave Mag., 15, 52 (2014)
  10. S. Berweger, T.M. Wallis, P. Kabos. IEEE Micrwave Mag., 21 (10), 36 (2020)
  11. Z. Chu, L. Zheng, K. Lai. Ann. Rev. Mater. Res., 50 (1), 105 (2020)
  12. A. Tseliov. IEEE Micrwave Mag., 21 (10), 72 (2020)
  13. C.T. Sah, V.G.K. Reddi. IEEE Trans. Electron Dev., 11, 345 (1964)
  14. E. Schibli, A.G. Milnes. Solid-State Electron., 11, 323 (1968)
  15. W.G. Oldham, S.S. Naik. Solid-State Electron., 15, 1085 (1972)
  16. M. Beguwala, C.R. Crwell. Solid-State Electron., 17, 203 (1974)
  17. G. Vincent, D. Bois, P. Pinard. J. Appl. Phys., 46, 5173 (1975)
  18. J.L. Pautrat, B. Katirciogly, N. Magnea, D. Bensahel, J.C. Pfister, L. Revoil. Solid-State Electron., 23, 1159 (1980)
  19. А.В. Мурель, В.Б. Шмагин, В.Л. Крюков, С.С. Стрельченко, Е.А. Суровегина, В.И. Шашкин. ФТП, 51 (11), 1538 (2017)
  20. М. Хибель. Основы векторного анализа цепей (М., Изд. дом МЭИ, 2009). [M. Hiebel. Fundamentals of Vector Network Analysis (Rohde and Schwarz, 2007)]
  21. А.Н. Резник. Изв. вузов. Радиофизика, 67 (7), 607 (2024)
  22. L.E. Dickens. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 15, 101 (1967)
  23. В.Л. Бонч-Бруевич, С.Г. Калашников. Физика полупроводников (М., Наука, 1977). [V.L. Bonch-Bruevich, S.G. Kalashnikov. Physics of Semiconductors VEB. Berlin, 1982]
  24. D.W. Tsang, S.E. Schwarz. J. Appl. Phys., 50 (5), 3459 (1979)
  25. M. El-Gabaly. J. Appl. Phys., 55 (2), 571 (1984)
  26. Н.А. Мордовец, А.Я. Шульман. ЖТФ, 56 (11), 2189 (1986)
  27. O. Amster, F. Stanke, S. Friedman, Y. Yang, St.J. Dixon-Warren, B. Drevniok. Microelectron. Reliab., 76, 214 (2017)
  28. S. Berweger, G.A. MacDonald, M. Yang, K.J. Coakley, J.J. Berry, K. Zhu, F.W. DelRio, T.M. Wallis, P. Kabos. Nano Lett., 17, 1796 (2017)
  29. A. Buchter, J. Hoffman, A. Delvallee, E. Brinciotti, D. Hapiuk, C. Licitra, K. Louarn, A. Arnoult, G. Almuneau, F. Piquemal, M. Zeier, F. Kienberger. Rev. Sci. Instrum., 89, 023704 (2018)
  30. X. Guo, X. He, Z. Degnan, B.C. Donose, K. Bertling, A. Fedorov, A.D. Rakic, P. Jacobson. Appl. Phys. Lett., 119, 091101 (2021)
  31. H.P. Huber, I. Humer, H. Hochleitner, M. Fenner, M. Moertelmaier, C. Rankl, A. Imtiaz, T.M. Wallis, H. Tanbakuchi, P. Hinterdorfer, P. Kabos, J. Smoliner, J.J. Kopanski, F. Kienberge. J. Appl. Phys., 111, 014301 (2012)
  32. A.N. Reznik, E.V. Demidov. J. Appl. Phys., 113, 094501 (2013)
  33. A.N. Reznik, S.A. Korolyov. J. Appl. Phys., 119, 094504 (2016)
  34. A.N. Reznik, S.A. Korolyov, M.N. Drozdov. J. Appl. Phys., 121, 164503 (2017)
  35. S.A. Korolyov, A.N. Reznik. Rev. Sci. Instrum., 89, 023706 (2018)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme