Электрические и фотоэлектрические явления в гетероструктурах и диодах Шоттки на основе полупроводников A3B5 и кремния и их применение в сенсорах водорода

• Автор: Салихов, Хафиз Миргазямович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 278 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Механизмы рекомбинации в кристаллах арсенида индия

1.1. Излучательная рекомбинация в кристаллах арсенида индия

1.2. Теоретический расчет межзонной Оже-рекомбинации в кристаллах арсенида индия

1.3. Фотоэлектрические свойства и рекомбинационная модель арсенида индия

1.4. Произведение 17иА в 1пАб р-п- переходах

1.4.1. Диффузионный ток

1.4.2. Генерационно-рекомбинационный и туннельный ток

1.4.3. О предельной обнаружительной способности 1пАя - фотодиодов

Выводы к главе
Глава 2. Электрические и фотоэлектрические свойства эпитаксиальных твердых растворов и диодных структур на основе 1пЛз[_х-у8ЬхРу и рекомбинация неравновесных носителей тока
2.1. Фотоэлектрические характеристики и времена жизни носителей тока в твердых растворах 1пАз1.х_у8ЬхРу
2.2. Механизмы рекомбинации носителей заряда в твердых растворах р-1пАз].х_у8ЬхРу
2.3. Электрофизические и фотоэлектрические свойства диодных структур на основе 1пАз1_х-у8ЬхРу
2.4. Спектральная и интегральная фоточувствителыгость 1пАз8ЬР диодных
структур
Выводы к главе
Глава 3. Электрические и фотоэлектрические свойства эпитаксиальных диодов Шоттки на основе 1пАз и 1пР

3.1. Диоды Шоттки на основе полупроводников А В
3.2. Диоды Шоттки на основе Аи-р-ІпАз
3.2.1. Технология создания диодных структур Аи-р-ІпАз
3.2.2. Механизм токопрохождения в диодных структурах Аи-р-ІпАв
3.2.3. Фотоэффект в диодах Шоттки Аи-р-ІпАв
3.3. Диоды Шоттки на основе п(р)-ІпР
3.4. Продольный фотоэффект в диодных структурах Аи-п-1пР с промежуточным
слоем
Выводы к главе
Глава 4. Электрические и фотоэлектрические свойства диодных структур на основе п(р)-1пР и п(р)-ОаР с палладиевым контактом
4.1. Технология создания диодных структур РсІ-ІпР
4.2. Электрические свойства структур Рсі-п-ІпР
4.3. Электрические свойства диодных структур Рс1-р-1пР и Рс1-р+-1пР
4.4. Токи двойной инжекции и фототок в диодных структурах
Р с1-р-р+- 1пР
4.5. Механизм токопереноса в диодных структурах на основе п-йаР с
напыленным палладием
Выводы к главе
Глава 5. Влияние водорода на электрические и фотоэлектрические свойства диодных структур палладий - полупроводник на основе ІпР, ІпОаАз
Введение
5.1. Изменение электрических характеристик и фотоэдс структур Рс1-п(р)-1пР. Рй-р-р-ІпР в атмосфере водорода
5.2. Влияние влажности и водорода на токоперенос диодных структур на
основе р-1пР с палладиевым контактом
5.2.1. Технология создания диодных структур на основе Рй-р-ІпР
5.2.2. Электрические и фотоэлектрические характеристики диодов Шоттки Рй-р-ІпР
5.2.3. Влияние влажности на фотоэдс сложной диодной структуры
с промежуточными слоями Рё-Р205-п-1п20з-р-1пР
5.2.4. Влияние водорода на электрические характеристики и фотоэдс гибридных структур
5.3. Фоточувствительные диодные структуры на основе ІпОаАз как продольные фотоэлементы и детекторы водорода
5.3.1. Продольный фотоэффект в р-п- переходах на основе
1по.5з63ао.47Аз
5.4. Электрические и фотоэлектрические характеристики гибридной изотипной гетероструктуры р-ІпР-р-ІпСаАз с барьером Шоттки Рй-р-ІпР и влияние на них водорода
5.4.1. Технология создания изотипных гибридных структур
5.4.2. Электрические характеристики гибридных структур
5.5. Фотоэлектрические свойства гибридных структур на основе ГпР-ГпваАз
5.6. Температурная зависимость фотоответа и усиление фототока в гибридной
структуре р-ІпР-р-ІпОаАз с диодом Шоттки
Выводы к главе
Глава 6. Электрические и фотоэлектрические характеристики диодных структур на основе кремния и пористого кремния с палладиевым контактом
6.1. Усиление фототока в МДП-структурах Рс1-8Ю2-п(р)-8і
6.2. Токоперенос в МДП структурах Рй-8і02-п(р)-8і и второй механизм усиления фототока
6.3. Влияние водорода на фотовольтаическую и фотодиодную чувствительность туннельных структур Рй-8і02-п(р)-8і
6.4. Электрические и фотоэлектрические свойства структуры Рй-р°-8і-р-8і
с разупорядоченным промежуточным р -слоем

1.4.2. Генерационно-рекомбинационный и туннельный ток
а) градиентные р-п-переходы.
Для этого вида получено соотношение
(1.22)
где тпо тро - времена жизни электронов и дырок в слое истощения; ДЬ) - функция, зависящая от энергетического положения рекомбинационных центров в запрещенной зоне и напряжения смещения V. В арсениде индия выявлен глубокий рекомбинационный центр Ег =0.13 эВ относительно близкий к середине запрещенной зоны. В связи с этим, предполагая тро = тпо = т0 при V = 0 и ДЬ) = 1 и с учетом (1.18) из (1.22)
б) резкие переходы.
Для резкого асимметричного р+- п-перехода или п+- р-перехода с
Отметим, что в расчетах мы будем в дальнейшем всюду принимать значение контактного потенциала Ук = Её /с[, пренебрегая некоторой зависимостью от уровней легирования р- и п-областей перехода.
Для градиентных йтАя р-п -переходов при малых смещениях вероятность туннелирования мала, если учитывать реальные практически используемые уровни легирования п- и р-слоев. При реально используемых уровнях легирования - (2 - 4) 10|7см'3 и при а < 1022 см-4 длина туннелирования по (1.18) равна -0.15 мкм, что делает туннельную компоненту несущественной. В связи с изложенным оценка вклада туннельной компоненты будет сделана для резкого
(1.23)
(1.24)