Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2023, выпуск 8 » Статья стр. 1158
<<<>>>
Туннелирование через барьеры Шоттки Ni/n-GaN по локализованным состояниям дефектов
DOI: 10.21883/JTF.2023.08.55978.101-23
Бочкарева Н.И.1, Шретер Ю.Г.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: y.shreter@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 19 апреля 2023 г.
В окончательной редакции: 31 мая 2023 г.
Принята к печати: 6 июня 2023 г.
Выставление онлайн: 23 июля 2023 г.
PDF версия
Механизм влияния глубоких центров на электронный транспорт в барьерах Шоттки на GaN рассмотрен на основе анализа особенностей вольт-амперных характеристик (ВАХ) диодов Ni/n-GaN. Обнаружено, что при прямом смещении ВАХ в полулогарифмическом масштабе имеют вид кривых со ступенями при смещениях, соответствующих гауссовым зонам локализованных состояний дефектов в запрещенной зоне GaN. Показано, что экспериментальные ВАХ находятся в согласии с простой физической моделью, которая учитывает утоньшение барьера Шоттки за счет объемного заряда ионизированных глубоких центров, стимулирующего концентрацию электрического поля у контакта Шоттки и туннелирование электронов прыжками между локальными центрами через приконтактный слой. При прямых смещениях это вызывает экспоненциальный рост туннельного тока электронов, термически активированных до энергии, соответствующей пику гауссовой зоны. Перезарядка состояний гауссовой зоны сопровождалась уменьшением вероятности туннелирования и возникновением токового плато на ВАХ при прямом смещении. Рост объемного заряда глубоких центров при обратных смещениях приводил к туннельным утечкам и ограничивал величину напряжения пробоя. Ключевые слова: нитрид галлия, глубокие центры, гауссовы примесные зоны, объемный заряд, центры окраски. DOI: 10.21883/JTF.2023.08.55978.101-23
  1. Y. Sun, X. Kang, Y. Zheng, J. Lu, X. Tian, K. Wei, H. Wu, W. Wang, X. Liu, G. Zhang. Electronics, 8, 575 (2019). DOI: 10.3390/electronics8050575
  2. R. Chu. Appl. Phys. Lett., 116, 090502 (2020). DOI: 10.1063/1.5133718
  3. R.C. Sharma, R. Nandal, N. Tanwar, R. Yadav, J. Bhardwaj, A. Verma. J. Physics: Conf. Ser., 2426, 012008 (2023). DOI: 10.1088/1742-6596/2426/1/012008
  4. H. Morkoc. Handbook of Nitride Semiconductors and Devices (Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH \& Co. KGaA, 2008), v. 2, p. 24
  5. D. Yan, J. Jiao, J. Ren, G. Yang, X. Gu. J. Appl. Phys., 114, 144511 (2013). DOI: 10.1063/1.4824296
  6. Y. Wang, H. Xu, S. Alur, Y, Sharma, F. Tong, P. Gartland, T. Issacs-Smith, C. Ahyi, J. Williams, M. Park, G. Wheeler, M. Johnson, A.A. Allerman, A. Hanser, T. Paskova, E.A. Preble, K.R. Evans. Phys. Stat. Sol. (c), 8 (7-8), 2430 (2011). DOI: 10.1002/pssc.201001158
  7. H. Hasegawa, M. Akazawa. J. Korean Phys. Soc., 55, 1167 (2009)
  8. P. Reddy, S. Washiyama, F. Kaess, M.H. Breckenridge, L.H. Hernandez-Balderrama, B.B. Haidet, D. Alden, A. Franke, B. Sarkar, E. Kohn, R. Collazo, Z. Sitar. J. Appl. Phys., 119, 145702 (2016). DOI: 10.1063/1.4945775
  9. S.Y. Karpov, D.A. Zakheim, W.V. Lundin, A.V. Sakharov, E.E. Zavarin, P.N. Brunkov, E.Y. Lundina, A.F. Tsatsulnikov. Semicond. Sci. Technol., 33, 025009 (2018). DOI: /10.1088/1361-6641/aaa603
  10. E.V. Kalinina, N.I. Kuznetsov, V.A. Dmitriev, K.G. Irvine, C.H. Carter. J. Electron. Mat., 25 (5), 831 (1996). DOI: 10.1007/BF02666644
  11. A. Kumar, M. Latzel, S. Christiansen, V. Kumar, R. Singh. Appl. Phys. Lett., 107, 093502 (2015). DOI: 10.1063/1.4929829
  12. C.H. Qiu, C. Hoggatt, W. Melton, M.W. Leksono, J.I. Pankove. Appl. Phys. Lett., 66 (20), 2712 (1995). DOI: 10.1063/1.113497
  13. O. Ambacher, W. Reiger, P. Ansmann, H. Angerer, T.D. Moustakas, M. Stutzmann. Sol. St. Commun., 97 (5), 365 (1996). DOI: 10.1016/0038-1098(95)00658-3
  14. P. Perlin, M. Osinski, P.G. Eliseev, V.A. Smagley, J. Mu, M. Banas, P. Sartori. Appl. Phys. Lett., 69 (12), 1680 (1996)
  15. J.R. Lang, N.G. Young, R.M. Farrell, Y.R. Wu, J.S. Speck. Appl. Phys. Lett., 101, 181105 (2012)
  16. H. Zhang, E.J. Miller, E.T. Yu. J. Appl. Phys., 99, 023703 (2006)
  17. X.M. Shen, D.G. Zhao, Z.S. Liu, Z.F. Hu, H. Yang, J.W. Liang. Sol. St. Electron., 49, 847 (2005). DOI: 10.1016/j.sse.2005.02.003
  18. R.X. Wang, S.J. Xu, S.L. Shi, C.D. Beling, S. Fung, D.G. Zhao, H. Yang, X.M. Tao. Appl. Phys. Lett., 89, 143505 (2006)
  19. V. Voronenkov, N. Bochkareva, R. Gorbunov, P. Latyshev, Y. Lelikov, Y. Rebane, A. Tsyuk, A. Zubrilov, Y. Shreter. Jpn. J. Appl. Phys., 52, 08JE14 (2013). DOI: 10.7567/JJAP.52.08JE14
  20. Л. Эсаки. В сб.: Туннельные явления в твердых телах, под ред. В.И. Переля (Мир, М. 1973), с. 51. [Пер. с англ.: Tunneling Phenomena in Solids, еd. E. Burstain, S. Lundqvist (Plenium Press, NY., 1969)]
  21. S. Nakamura, G. Fasol. The Blue Laser Diode: GaN Based Light Emitters and Lasers (Springer, Berlin, NY., 1998), 343 p
  22. S.F. Chichibu, A. Uedono, K. Kojima, H. Ikeda, K. Fujito, S. Takashima, M. Edo, K. Ueno, S. Ishibashi. J. Appl. Phys., 123, 161413 (2018). DOI: 10.1063/1.5030645
  23. M.A. Reshchikov. Appl. Phys., 129, 121101 (2021). DOI: 10.1063/5.0041608
  24. S.F. Chichibu, Y. Kawakami, T. Sota. in Introduction to Nitride Semiconductor Blue Lasers and Light Emitting Diodes, ed. by. S. Nakamura, S.F. Chichibu (Taylor \& Francis, L., NY., 2000), ch. 5
  25. Н.И. Бочкарева, И.А. Шеремет, Ю.Г. Шретер. ФТП, 50 (10), 1387 (2016). DOI: 0.1134/S1063782616100109 [N.I. Bochkareva, I.A. Sheremet, Yu.G. Shreter. Semiconductors, 50 (10),1369 (2016)
  26. Н.И. Бочкарева, Ю.Г. Шретер. ФТТ, 64 (3), 371 (2022). DOI: 10.21883/FTT.2022.03.52099.241 [N.I. Bochkareva, Y.G. Shreter. Physics Solid State, 64 (3), 371 (2022). DOI: 10.21883/PSS.2022.03.53193.241]
  27. N.I. Bochkareva, A.M. Ivanov, A.V. Klochkov, Y.G. Shreter. J. Phys.: Conf. Ser., 1697, 012203 (2020). DOI: 10.1088/1742-6596/1697/1/012203
  28. P.B. Klein, S.C. Binari. J. Phys.: Condens. Matter, 15, R1641 (2003). DOI: 10.1088/0953-8984/15/44/R01
  29. R.J. Molnar, T. Lei, T.D. Moustakas. Appl. Phys. Lett., 62 (1), 72 (1993)
  30. D. Monroe. Phys. Rev. Lett., 54 (2), 146 (1985). DOI: 10.1103/PhysRevLett.54.146
  31. M. Nichus, R. Schwarz. Phys. Stat. Sol. (c), 3 (6), 1637 (2006). DOI: 10.1002/pssc.200565463
  32. A.G. Chynoweth, W.L. Feldmann, R.A. Logan. Phys. Rev., 121 (3), 684 (1961)
  33. Л.В. Келдыш. ЖЭТФ, 33 (4), 994 (1957); 34 (4), 962 (1958)
  34. N. Moulin, M. Amara, F. Mandorio, M. Limiti. J. Appl. Phys., 126, 033105 (2019). DOI: 10.1063/1.5104314

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

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme