Кинетические и контактные явления в анизотропных и неоднородных полупроводниках

• Автор: Филиппов, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 160 с. : ил.

Глава 1. Особенности явлений электронного переноса в полупроводниковых монокристаллах и пленках с анизотропией проводимости
§1.1. Явления электронного переноса в анизотропных токопроводящих средах и методы их исследования (обзор литературных данных)
§1.2. Теоретический расчет распределения потенциала в ограниченных анизотропных полупроводниках
1.2.1. Распределение потенциала в анизотропных полупроводниках, вырезанных вдоль кристаллографических осей
1.2.2. Распределение потенциала в анизотропных полупроводниках, вырезанных под углом к кристаллографическим осям
§ 1.3. Компьютерное моделирование распределений электрического поля и линий тока в анизотропных полупроводниках
1.3.1. Токовые контакты расположены на оси симметрии кристалла
1.3.2. Токовые контакты расположены на одной грани образца
1.3.3. Моделирование электрического поля в анизотропных полупроводниках при асимметрии граничных условий
§ 1.4. Анализ распределения электрического поля в анизотропных полупроводниках
1.4.1. Вихревые токи анизотропии
1.4.2. Концентрация линий вектора плотности тока
1.4.3. Поперечное напряжение анизотропии
§ 1.4. Экспериментальная проверка теоретических расчетов
Выводы и результаты первой главы
Глава 2. Макроскопическая модель эффектов Холла и магнетосопротивления в анизотропных полупроводниках
§ 2.1. Гальваномагнитные явления в полупроводниках и методы их исследования (обзор литературных данных)
§ 2.2. Макроскопическая теория эффектов Холла и Гаусса в анизотропных полупроводниках
2.2.1. Теоретический расчет распределения потенциала в ограниченных анизотропных полупроводниках при наличии внешнего магнитного поля
2.2.2. Эффекты Холла и Гаусса в анизотропных кристаллах и пленках, вырезанных под углом к кристаллографическим осям
§ 2.3. Компьютерное моделирование электрического поля в ограниченных анизотропных полупроводниках при наличии внешнего магнитного поля
§ 2.4. Разработка методов исследования эффектов Холла и магнетосо-противления в анизотропных полупроводниках
2.4.1. Определение компоненты тензора коэффициента Холла в анизотропных полупроводниках, вырезанных вдоль кристаллографических осей
2.4.2. Особенности исследования эффекта Холла в анизотропных полупроводниках, вырезанных под углом к кристаллографическим осям
2.4.3. Методика исследования величины магнетосопротивления в ограниченных анизотропных полупроводниках
2.4.4. Измерение магнетосопротивления при расположении контактов на периметре образцов
§ 2.5. Экспериментальная проверка. Практические рекомендации
2.5.1. Исследования эффектов Холла и Гаусса в изотропных полупроводниках
2.5.2. Экспериментальные данные по исследованию эффекта Холла и Гаусса в анизотропных полупроводниках
Выводы и результаты второй главы
Глава 3. Разработка методов измерения кинетических коэффициентов анизотропных полупроводников
§ 3.1. Зондовые методы исследования полупроводниковых материалов (обзор литературных данных)
§ 3.2. Расчет распределения потенциала электрического поля в анизотропных полупроводниковых кристаллах пленках
§ 3.3. Методика измерения компонент тензора электропроводимости анизотропных полупроводниковых кристаллов и пленок
3.3.1. Теоретическое обоснование методики
3.3.2. Оценка учета влияния границ анизотропного образца
3.3.3. Экспериментальная проверка методики
§ 3.4. Методика совместных измерений электропроводимости и коэффициента Холла анизотропных полупроводниковых кристаллов и пленок
3.4.1. Методика определения главных компонент тензора электропроводимости анизотропных полупроводников
3.4.2. Измерение компоненты тензора коэффициента Холла
3.4.3. Практические рекомендации и экспериментальная проверка методики
§ 3.5. Теоретическая разработка методики определения электропроводимости слоистых полупроводниковых материалов
3.5.1. Теоретическое обоснование методики
3.5.2. Описание методики измерения электропроводимости
Выводы и результаты третьей главы
Глава 4. Исследование резистивных и контактных явлений в полупроводниках
§ 4.1. Значение свойств контактов металл-полупроводник в полупроводниковой электронике (обзор литературных данных)
§ 4.2. Измерение сопротивления контактов металл-полупроводник и контроль удельного сопротивления полупроводниковых пленок
4.2.1. Теоретическое обоснование методики определения сопротивления контактов к бесконечной полупроводниковой пленке
2.2.1. Теоретический расчет распределения потенциала в ограниченных анизотропных полупроводниках при наличии внешнего магнитного поля
Рассмотрим эффекты Холла и Гаусса в анизотропных монокристаллах и пленках, вырезанных вдоль кристаллографических направлений. Эта задача имеет практическое значение для обоснования методов измерения компонент тензоров коэффициента Холла и физического магнетосопротивления анизотропных пленок и монокристаллов.
В рассматриваемом случае плоский образец прямоугольной формы вырезан так, что его толщина с! значительно меньше длины а и ширины Ь, магнитное поле индукцией В направлено перпендикулярно плоскости хОу (рис. 2.2 на стр. 48). Таким образом, рассматриваем двумерную задачу. Кроме того, принимаем условие, что размер токовых электродов удовлетворяет требованию 2с«а,Ъ, т.е, контакты являются точечными и их шунтирующим влиянием можно пренебречь.
В случае отсутствия магнитного поля тензор удельной электропроводности анизотропного полупроводника имеет вид [55]
Здесь ах и ау - главные компоненты тензора электропроводимости кристалла.
Тензор электропроводимости материала образца в области относительно слабых магнитных полей удобно представить в виде [56, 95]:
где щ и ру - дрейфовые подвижности носителей заряда по направлениям ах и о}, соответственно (рис. 2.2), п - концентрация свободных носителей заряда, -компонента тензора коэффициента Холла. Холл-фактор г и постоянная геометрического магнетосопротивления а! определяются механизмами рассеяния, параметрами анизотропии, величиной магнитного поля и др. [15, 56].
При этих условиях компоненты вектора плотности тока у определяются