Эффект поля, зарядовые состояния и ИК фотопроводимость в гетероструктурах на основе Si с квантовыми точками Ge

• Автор: Кириенко, Виктор Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

КТ - квантовая точка НК - нанокластер

МЛЭ - молекулярно-лучевая эпитаксия

МЛО - молекулярно-лучевое осаждение

ГФЭ - газофазная эпитаксия

СТМ - сканирующая туннельная микроскопия

ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия

EXAFS - растянутая тонкая структура рентгеновского поглощения (extended X-ray absorption fine structure)

МОП транзистор - полевой транзистор (металл/окисел/полупроводник)

МДП структура - структура металл/диэлектрик/полупроводник

ФП - фотоприемник
ФД - фото детектор
ФС - фотосопротивление
ФПУ - фотоприемное устройство
ВОЛС - волоконно-оптическая линия связи
ЭППЗУ - электрически перепрограммируемое запоминающее устройство
СБИС - сверхбольшая интегральная схема
СВЧ - сверхвысокая частота
КНИ - кремний-на-изоляторе
ВАХ - вольтамперная характеристика
ВФХ - вольт-фарадная характеристика
ACM - атомно-силовая микроскопия (микроскоп)
ДБЭ - дифракция быстрых электронов КР - комбинационное рассеяние ФЛ - фотолюминесценция

РФЭС - рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
РОР - Резерфордовское обратное рассеяние
ИК - инфракрасный
ИКС - инфракрасный спектрометр
МС - монослой
МК - Монте-Карло
В главе
Уе - напряжение на затворе МОП транзистора ¥- волновая функция
АЕ - энергетический зазор между уровнями энергии в квантовой точке р - коэффициент преобразования шкалы напряжений в энергетическую шкалу йУд - расстояние между пиками осцилляций тока на затворной характеристике транзистора к - постоянная Больцмана
Е" , Ерр - энергия кулоновского взаимодействия двух дырок в ь и р - состоянии Е5р - энергетический зазор между основным и возбужденным состояниями дырок в квантовой точке Еа - энергия активации
Ей - энергия беспорядка в ансамбле квантовых точек В главе
1] - квантовая эффективность
Я - длина волны излучения
У- плотность тока
У5. - плотность тока насыщения
й - проводимость
Г - температура

е - заряд электрона
к - постоянная Планка
е - диэлектрическая проницаемость
/- интенсивность
Я - фоточувствительность
и - напряжение
Ь - длина
г - длительность импульса
Тф - длительность переднего фронта импульса
тс - длительность заднего фронта импульса
В главе
Р - вероятность
- молекулярный поток германия Enf - энергия активации образования нанокристаллов Ур - напряжение плоских зон
А Гр - положительный сдвиг напряжения плоских зон АГП - отрицательный сдвиг напряжения плоских р - плотность заряда в полупроводнике ср - потенциал
£„ е0-диэлектрическая проницаемость полупроводника и вакуума.
()5 - поверхностный заряд
С, - дифференциальную емкость области пространственного заряда полупроводника а - плотность поверхностного заряда
Ее, £/, - энергетические уровни носителей заряда в нанокристалле Се

подложки 81 в нанокристаллы (туннелирование Фаулера-Нордгейма или электронная эмиссия). Электроны, прошедшие через туннельный барьер, в последующем либо туннелируют через толстый слой контрольного (блокирующего) диэлектрика, либо захватываются на ловушки, энергетические уровни которых расположены в запрещенной зоне нанокристаллов. Благодаря использованию толстого контрольного диэлектрика, большинство электронов захватываются на ловушки. В процессе стирания на затвор подается отрицательное напряжение, которое создает отрицательное электрическое поле в туннельном диэлектрике (Рис. 1.46). Электроны, сидящие на ловушках, отреагируют на это поле либо термически активированным выбросом из ловушек с последующим туннелированием в зону проводимости подложки 81, либо прямым туннелированием на доступные состояния в запрещенной зоне Бг Другой возможный процесс во время разрядки - прямое туннелирование дырок из подложки Б1 в нанокристаллы. В работе [86] было предложено использовать кремниевые НК в качестве основной составляющей элемента памяти с быстрым программированием (сотни наносекунд), используя малые напряжения для туннелирования и хранения заряда в Б1 островках.
Исследования в области нанокристаллических запоминающих устройств в основном сфокусированы на нанокристаллах Бг Элемент памяти с кремниевыми квантовыми точками был предложен в работе [87]. Было проведено моделирование процессов перезарядки НК в структуре кремний / оксид / кремниевая точка / оксид / полупроводник, в которой в качестве блокирующего диэлектрика использовались 8Ю2 и альтернативный диэлектрик с высокой диэлектрической проницаемостью ЪхОъ Для элемента памяти моделировались характеристики записи/стирания и хранения заряда.