Электрические и фотоэлектрические свойства гетероструктур ZnS-GaP

• Автор: Сусляков, Юрий Васильевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА 1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГЕТЕРОПЕРЕХОДОВ И ВЫСОКООМНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

1.1 Зонные диаграммы гетеропереходов

1.1.1 Плавные гетеропереходы

1.2 Механизм прохождения тока через гетеропереход

1.2.1 Анизотипные гетеропереходы

1.2.2 Изотипные гетеропереходы

1.3 Прохождение тока в высокоомных полупроводниках и диэлектриках

1.4 Некоторые механизмы возникновения участка отрицательного сопротивления на вольтамперной характеристике

1.5 Кристаллические приборы с поляризованной памятью и переключением

1.6 Полупроводниковые свойства ваР и ггг

1.7 Выводы к главе
ГЛАВА 2 ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ
СУЛЬФИДА ЦИНКА
2.1 Газотранспортный метод получения эпитаксиальных слоев
2.2 Получение эпитаксиальных слоев сульфида цинка на фосфиде галлия
2.3 Структура слоев сульфида цинка, полученных на фосфиде галлия
2.4 Локальные уровни в слое сульфида цинка
2.5 Вольтамперные характеристики слоя 2п
2.6 Выводы к главе
ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ваР
Электрические характеристики Анизотипные структуры гпЬваР Изотипные гетероструктуры Фоточувствительность ОаР гстероструктур Обсуждение результатов Выводы к главе
ГЕТЕРОСТРУКТУР
3.1.
3.
3.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Обсуждение ограничивается, главным образом, резкими гетеропереходами, поскольку, модель резкого гетероперехода оказалась хорошим приближением для многих гетеропереходов. Рассмотрены механизмы переноса носителей заряда в гетеропереходах и высокоомных полупроводниках. Обобщены полупроводниковые свойства сульфида цинка и фосфида галлия. Гетеропереходом называется контакт двух различных по химическому составу полупроводников с совпадающими (в идеале) типами, ориентациями и периодами кристаллических решеток, не имеющих к тому же дефектов. Несколько позднее было установлено, что гетеропереход может быть получен и без выполнения упомянутых выше требований к степени сходства кристаллических решеток и даже между аморфными полупроводниками. На границе гетероперехода происходит изменение свойств полупроводникового материала: структуры энергетических зон, ширины запрещенной полосы, эффективных масс носителей заряда, их подвижности и других свойств. Композиция из различных гетеро- и монопереходов называется гетероструктурой. Комбинируя состав гетероструктуры, можно получить свойства, выгодно отличающие её от моноструктур [9]. Принято гетеропереходы делить на резкие и плавные, изотипные и анизотипные, идеальные и неидсальные. В резких гетеропереходах изменение ширины запрещенной зоны происходит на расстоянии намного меньшем, чем ширина области объемного заряда. В анизотипных гетеропереходах - переходах, образованных между полупроводниками с различным типом проводимости, решающую роль играют неосновные носители. Некоторые характеристики анизотипных гетеропереходов сходны с характеристиками гомопереходов. В отличие от анизотипных, изотипные 1'етеропереходы являются приборами на основновных носителях заряда. Физические процессы в гетеропереходах описаны в монографиях Милнса А. Фойхта Д. Климова Б. Н. и Цукерман Н. М. [], Шарма БЛ. Пурохита Р. К. [], а также Симашкевича A. B. []. Для объяснения физических явлений, происходящих в гетеропереходах, выдвинуты различные модели. Х и Х2 в обоих материалах. При приведении двух материалов в контакт происходит обмен носителями через границу раздела, пока контактное поле не уравновесит эти потоки. NА- концентрация ионизированных акцепторов, - концентрация ионизированных доноров. Индексы 1 и 2 указывают соответственно на первый (р-тип) и на второй (п-тип) полупроводника. Ув,+Уш) = Р,-9>! D] - є1Еї - є2Е2 - D2. X, % ф. X, X,. Рис. Где Ех и Е2 - величины напряженностей полей в 1 -м и 2-м материалах. Из выражения (1. Величины разрывов в зоне проводимости АЕс и в валентной зонеД? ЕУ = АЕ^ - АЕС (1. Ширина слоев объемного заряда в обоих материалах W^ и W2 определяется решением уравнения Пуассона в предположении, что положительный суммарный и отрицательный заряд в переходной области равен нулю. Как следует из выражения (1. С2 является линейной функцией приложенного напряжения и наклон этой зависимости, при известной концентрации примесей в подложке и диффузионного потенциала, дает возможность определить концентрацию легирующей примеси в слое. Наряду с диффузионной моделью для анизотипных гетеропереходов Андерсон [] предложил эмиссионную модель для изотипных гетеропереходов. Пренебрегая состояниями на границе раздела, как и в анизотипных гетеропереходах, он предложил энергетическую зонную диаграмму резкого гетероперехода, созданного приведением в тесный контакт двух различных полупроводников, имеющих одинаковый тип проводимости (рис. Толщина обогащенного слоя меньше, чем истощенное, и падение напряжения приходится, в основном, на широкозонный полупроводник. Объемный заряд в изотинном идеальном гетеропереходе образуется не только ионизированными примесями, но и свободными носителями. Так, для п-п гетероперехода (рис. При этом слой отрицательного заряда может быть очень тонким, если плотность состояний в зоне проводимости высокая. Распределения потенциала в п-п гетеропереходе определяется нахождением напряженности электрического поля по обе стороны границы раздела при условии непрерывности электрической индукции. Рис.