Спектроскопия адмиттанса полупроводниковых гетероструктур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN

• Автор: Кучерова, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 170 с. : ил.

I шлжшлшштяяташт,шлш юы тшшшит нвшяишшижвявиимияшяиишд.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Список условных обозначений

Глава 1. Методы спектроскопии адмиттанса для исследования квантоворазмерных гетероструктур
1.1 Емкость и проводимость объемного полупроводника, 8-легированного слоя, квантовой ямы и квантовой точки (кластера)
1.2 Квазистатические методы спектроскопии адмиттанса. Вольт-фарадное профилирование

1.3 Динамические методы спектроскопии адмиттанса

1.3.1 Температурные спектры проводимости

1.3.2 Частотные спектры проводимости

1.3.3 Диаграммы Коула-Коула

1.4 Нестационарные методы спектроскопии адмиттанса
1.5 Электрохимическое вольт-фарадное профилирование
1.6 Использование сканирующей зондовой микроскопии для измерений адмиттанса
1.6.1 Метод зонда Кельвина
1.6.2 Отображение сопротивления растекания
Выводы по главе
Глава 2. Измерительная аппаратура и методики, применяемые для диагностики образцов с МКЯ 1пОаМ/Оа1Ч
2.1 Автоматизированный комплекс спектроскопии адмиттанса
2.2 Реализованные методики спектроскопии адмиттанса
2.3 Способ измерения спектров адмиттанса

2.4 Программное обеспечение измерительного комплекса спектроскопии адмиттанса
Выводы по главе
Глава 3.Исследуемые образцы, их особенности, способы их получения и подготовки для измерения методами спектроскопии адмиттанса
3.1 Свойства ОаИ и его твердых растворов с
3.1.1 Основные легирующие примеси ваИ
3.1.2 Твердые растворы 1пхОа1_х1М
3.1.3 Особенности выращивания ваИ
3.2 Светодиодные гетероструктуры с МКЯ 1пСаМЛЗаП
3.3 Поляризационные эффекты в КЯ 1пСаМЛЗаП
3.4 Подготовка образцов для измерений методами спектроскопии
адмиттанса. Требования к образцам для адмиттансных измерений
Выводы по главе
Глава 4.Вольт-фарадное профилирование гетероструктур с МКЯ 1пСаТ1/Оа14']
4.1 С-У характеристики гетероструктур с МКЯ 1пОаЫ/СаЫ
4.2 Моделирование “наблюдаемых” концентрационных профилей
носителей заряда в МКЯ 1пСа1Ч/Са1Я
4.3 Электрохимическое вольт-фарадное профилирование
гетероструктур с МКЯ 1пОаТ4/ОаП
4.3.1 Особенности электрохимического профилирования
гетероструктур на основе ОаЫ
4.3.2 Контроль режимов ЕСУ и глубины травления с помощью атомно-силовой микроскопии
Выводы по главе
I.. 11. Л иншаишш llllU.au ниш ия. ПИШИ!мчит I виинч I ш 11ИИШИ11ИМ1 —

Глава 5. Динамическая спектроскопия адмиттанса гетероструктур с МКЯ
1пОа14/ОаК
5.1 Температурные спектры проводимости гетероструктур с МКЯ МтаГШаН
5.2 Частотные спектры емкости и проводимости гетероструктур с МКЯ 1пОа>ШаЫ
5.3 Диаграммы Коула-Коула гетероструктур с МКЯ 1пСа14/СаК
5.4 Идентификация энергетической структуры гетероструктур с МКЯ 1пСаМЛЗаИ по температурным спектрам проводимости
5.5 Определение природы эмитирующего уровня (центра)
5.6 Учет влияния различных механизмов на эмиссию носителей заряда из квантовой ямы при оценке величины энергии активации
5.6.1 Эффект Френкеля-Пула
5.6.2 Туннельный эффект
5.6.3 Расчет туннельного эффекта аналитическим методом
5.6.4 Расчет туннельного эффекта численным методом
5.7 Температурные спектры проводимости при протекании в гетероструктуре с МКЯ 1пОаМ/ОаН больших инжекционных токов
5.8 Моделирование температурных спектров проводимости гетероструктур с МКЯ 1пОа14ЛЗаП
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы

туде проводимости в спектре С/а)(Т). Для уширенных энергетических уровней полуокружность искривляется, она становится приплюснутым полуовалом [1]. Это объясняется наличием релаксаторов с различными постоянными времени.
Фактически диаграммы Коула-Коула являются графическим представлением соотношения Крамерса-Кронига для комплексного адмиттанса.
Одним из недостатков диаграмм Коула-Коула является необходимость правильного выбора температуры, которой соответствует сигнал емкости и проводимости, иначе недостаточно широкий частотный интервал может дать информацию о неполной полуокружности.
1.4 Нестационарные методы спектроскопии адмиттанса
Нестационарные методики основываются на релаксационных процессах возвращения барьерной емкости диодной структуры к равновесию, возникающих после приложения импульсного возбуждения к образцу. Эти методики носят в целом названия изотермической релаксации емкости (ИРЕ) или проводимости (тока, ИРТ) в зависимости от того, какой параметр регистрируется [11]. В этих методах детектируется переходный процесс емкости или тока. В методе ИРЕ к структуре прикладывается короткий импульс, «смещающий» переход относительно постоянной составляющей напряжения, приложенного в прямом направлении. По окончании импульса в р-п переходе начинается переходный емкостной процесс, связанный с возвращением к температурно-равновесному заполнению уровней. В то же время, можно схемотехническими способами поддерживать постоянной емкость (либо ток) с помощью обратной связи, детектируя изменяющееся напряжение. Данная модификация метода носит название метод постоянной емкости (тока)-
Наибольшее распространение получила методика нестационарной спектроскопии глубоких уровней (ПЬТБ). Метод ЭЬТБ базируется также на анализе переходных процессов и использует двухстробовый интегратор, измеряющий сигналы, пропорциональные барьерной емкости в моменты вре-