Электронные свойства дельта-легированных GaAs/AlGa As структур

• Автор: Лунин, Роман Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 178 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Электронная структура и транспортные свойства дельта-легированного арсенида галлия
1.1 Энергетический спектр электронов в 8-слое
1.2 Распределение донорной примеси при 5-легировании
1.3 Подвижности электронов в подзонах размерного квантования
1.4 Методы получения квазиодномерных систем и физические процессы Б них
Глава 2. Образцы и методика измерений
2.1 Исследованные образцы
2.2 Методика измерений
2.3 Ошибки измерений
Глава 3. Электронные транспортные свойства комбинированно легированных ОаАвМЛхОах-хАв гетероструктур
3.1 Проводимость и магнитосопротивление комбинированно легированных структур ОаАз/АуЗахАз
3.2 Определение концентраций и подвижностей электронов из эффекта Шубникова - де Гааза
3.3 Определение концентраций и подвижностей электронов методом спектра подвижности
3.4 Расчет электронной структуры комбинированно легированных гетеропереходов
3.5 Расчет подвижности электронов при рассеянии на ионизированных примесях с учетом межподзонного рассеяния
3.6 Оптимизация транспортных параметров комбинированно легированных гетероструктур
Глава 4. Транспортные и оптические свойства 5-слоев олова на сингулярной грани СаАв
4.1 Проводимость и магнитосопротивление структур ОаАз(5-8п)

4.2 Расчет энергетического спектра и подвижности электронов в структурах ОаА8(5-8п)
4.3 Фотолюминесценция 5-легированного оловом ОаАв
4.4 Осцилляции сопротивления в параллельном к 5-слою магнитном поле
Глава 5. Анизотропия низкотемпературных транспортных свойств структур с дельта-легированием оловом вицинальных граней
СаАв
5.1 Анизотропия сопротивления и магнитосопротивления структур
5.2 Энергетический спектр структур
5.3 Вольт-амперные характеристики
5.4 Замороженная фотопроводимость в структурах СаА8(5-8п)
Основные результаты и выводы
Заключение
Список литературы

Введение
Актуальность работы. В настоящее время дельта-легированные полупроводники, в которых атомы примеси расположены в слое толщиной в один или несколько атомных монослоев, являются объектом интенсивного экспериментального и теоретического исследования. Размерное квантование движения электронов в таких структурах существенно меняет большинство их электронных свойств и является причиной новых интересных эффектов, в том числе квантового эффекта Холла.
В дельта-легированных структурах с высокой концентрацией примеси электронами заполнено несколько подзон размерного квантования. Поведение двумерных электронов в таких системах значительно более сложно по сравнению со структурами с одной заполненной подзоной. Существенным является межподзонное рассеяние электронов, их подвижности в каждой подзоне различаются. Исследование зависимости транспортной подвижности электронов от номера подзоны и ширины дельта-слоя является важной научной задачей.
Интерес к изучению дельта-легированных полупроводников оправдан не только с научной точки зрения, но и возможностью их практического применения. Продолжающееся уменьшение размеров полупроводниковых приборов, например полевых транзисторов, мотивировано потребностями увеличения их быстродействия и снижения энергопотребления. Уменьшение размеров таких структур связано с проблемой контролируемого распределения примесей. Дельта-легирование является примером экстремально узкого профиля
Число монослоев

г -V
10п 1012 1013 1014 1015
Концентрация примеси (см "2)
Рис. 1.9 Зависимость холловской концентрации и подвижности (вставка) электронов от концентрации кремния в 5-слое [63]
ные пары - два атома в соседних узлах Ца и Ав; 3) комплексы 81са-
Уса - атом 81 в подрешетке Оа, привязанный к вакансии ва, способной захватывать электроны [71-73]; 4) глубокая ловушка 81-Х (комплекс Уцадв-Аваа [69]) При высоких уровнях легирования число дефектов (в основном БпХ [64,74] и 81оа-Уоа [71,72]) быстро возрастает, приводя к тому, что объемная концентрация ионизированных доноров никогда не превышает 1Чшах = 2*1019 см-3 [68,69].
Другим механизмом, ограничивающим достижимую концентрацию свободных носителей тока в ОаАь(5-81), является заполнение при высоких концентрациях примеси так называемых £)Х-центров [75,76]. В отличии от мелкого донор-ного уровня 81, лежащего на 5,6 мэВ ниже дна зоны проводимости [77], ПХ-уровень в СаАв является резонансным с зоной проводимости и находится более чем на 200 мэВ выше Г-минимума зоны проводимости [78]. В сплавах АДСахАэ