Исследование фотодиодных структур на основе фосфида галлия и твердых растворов A III B V для селективных фотоприемников

• Автор: Тарасов, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 134 с. : ил

Содержание

Список обозначений

Введение
1. Свойства фотодиодных структур на основе фосфида галлия и твердых растворов АШВУ (обзор литературы)

1.1. Свойства и характеристики контактов металл-полупроводник

1.1.1. Зонные диаграммы

1.1.2. Механизмы протекания тока и вольт-амперные характеристики контактов металл-полупроводник

1.1.3. Вольт-фа ради ые характеристики контакта металл -полупроводник

1.1.4. Высота потенциального барьера контакта металл -полупроводник

1.1.5. Методы определения высоты потенциального барьера

1.1.6. Фотоэлектрические свойства контакта металл-полупроводник
1.2. Свойства и характеристики р-п-переходов
1.2.1. Зонные диаграммы и вольт-амперные характеристики р-п-переходов
1.2.2. Использование р-л-перехода в качестве фотодетектора
1.3. Параметры и свойства фосфида галлия и твердых растворов АШВУ
1.3.1. Параметры и свойства фосфида галлия
1.3.2. Параметры и свойства и твердых растворов АИ1ВУ
2. Технология получения структур металл - полупроводник и установки для исследования их характеристик
2.1. Технология получения структур металл-полупроводник
2.2. Установка для исследования вольт-амперных характеристик контактов
2.2.1. Установка для исследования вольт-фарадных характеристик контактов
2.3. Установка для исследования спектральных характеристик контактов металл - полупроводник
3. Исследование характеристик контакта металл - фосфид галлиябв
3.1. Диагностика контакта металл-фосфид галлия методом электронной Оже -спектроскопии
3.2. Исследование прямых вольтамперных характеристик структур металл - фосфид галлия
3.3. Исследование обратных вольтамперных характеристик структур металл - фосфид галлия

3.4. Исследование вольт-фарадных характеристик структур металл - фосфид галлия
3.5. Исследование спектральных характеристик структур металл -фосфид галлия
3.6. Определение высоты барьера
4. Исследование фотодиодных структур на основе твердых растворов АтВу
4.1. Исследование влияния поверхностной рекомбинации на спектр чувствительности фотодиодных структур
4.2. Исследование спектральных характеристик структур металл -полупроводник с использованием эффекта широкозонного окна
5. Рабочие характеристики изготовленных фотоприемников
5.1. Рабочие характеристики селективных УФ фотоприемников на основе контакта металл-фосфид галлия
5.2. Рабочие характеристики селективных фотоприемников на
основе твердых растворов А,пВу
Заключение
Литература

Список обозначений
А* - эффективная постоянная Ричардсона для термоэлектронной эмиссии
в пренебрежении рассеянием на оптических фононах и квантовомеханическим отражением А** _ эффективная постоянная Ричардсона для термоэлектронной эмиссии
с учетом рассеяния на оптических фононах и квантовомеханического отражения ао - Боровский радиус, ао = 0,529x10"8 см
с - Параметр нелинейности в зависимости ширины запрещенной зоны
от состава твердого раствора Оп - Диффузионная длина электронов
Пр - Диффузионная длина дырок
Бс; - энергетическая плотность поверхностных состояний
бМе - Толщина пленки металла при напылении на установке ВУП-
Е - Напряженность электрического поля
Ес - Дно зоны проводимости
ЕР - Положение уровня Ферми
Её - ширина запрещенной зоны полупроводника
Ер1, - ширина энергетического зазора полупроводника в точке Ь
Ео1 - ширина энергетического зазора полупроводника в точке Г
Е„х - ширина энергетического зазора полупроводника в точке X
Е[ - Энергия, соответствующая излому в зависимости ширины
запрещенной зоны от состава твердого раствора Ет - Максимальное значение электрического поля в р-н-переходе
Е3 - Сумма высоты барьера и энергии Ферми, отсчитанной от дна зоны
проводимости металла Еу - Потолок валентной зоны
- Вероятность преодоления электроном барьера Гр - Отношение полного тока к току, который имел бы место в
пренебрежении квантово-механическим отражением и
туннелированием
fp - вероятность преодоления электроном барьера без рассеяния
gm - Активная проводимость контакта металл-полупроводник при
измерении мостовым методом

1.2.1. Зонные диаграммы и вольт-амперные характеристики р-л-переходов
Распределение пространственного заряда и зонная диаграмма для резкого (ступенчатого) р-н-перехода при термодинамическом равновесии показаны на рис. 6. Для такого типа перехода характерно резкое изменение концентрации примесей в полупроводнике (от концентрации доноров ТчД до концентрации акцепторов Ма) (рис. 6, а). В случае, если Н, ф На, то резкий переход оказывается несимметричным. Высота потенциального барьера Уьрп определяется по формуле:
Выражение ( 1.32 ) связывает концентрации дырок и электронов по обе стороны перехода:
Распределение потенциала и диффузионный потенциал У(х) (рис. 6, в): можно получить по формуле:
где У - полная ширина обедненной области.
Ширина обедненной области для резкого симметричного перехода
где Нв= Иа или Ыа - Ма в зависимости от того, выполняется условие Ма »ТчГа или не выполняется.
(1.32)
РпО ~ Рр« ЄХР[ V

~ гт I

(1.33)
(1.34)
(1.35)
Для несимметричного резкого перехода выражение упрощается:
(1.36)