Нелинейные транспортные эффекты в селективно легированных гетероэпитаксиальных микроструктурах металл-полупроводник

• Автор: Шашкин, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 402 с. : ил.

О/и уеп/илиБ ега/ ef /Ь/ еэ/ тиЛия 1аЬог /ас/
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНЫЕ СТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ
АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ С ПЛАНАРНЫМИ ИНТЕРФЕЙСАМИ, РЕЗКИМ ИЗМЕНЕНИЕМ СОСТАВА И ЛЕГИРОВАНИЯ
1.1. Введение
1.2. Метод металлоорганической газофазной эпитаксии и брюстеровская 22 рефлектометрия ростовой поверхности
1.3. Металлоорганическая газофазная эпитаксия тонких гетерослоёв с 36 атомарно гладкими и атомарно резкими интерфейсами
1.4. Методики восстановления тонкой структуры легирования 51 полупроводников на основе вольт-фарадных измерений в процессе электрохимического травления
1.5. Получение предельно резких профилей распределения примеси при 60 дельта-легировании
1.6. Глубокие состояния в дельта-легированном кремнием ОаАя
1.7. Гетероэпитаксиальные полупроводниковые слои 1пСтаАз, СтаАяК и 79 ЕКЗаАзТЧ на подложках ОаАэ
1.8. Выводы

ГЛАВА 2. ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУР МЕТАЛЛ-ПОЛУПРОВОДНИК В
УСЛОВИЯХ МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКОЙ ГАЗОФАЗНОЙ ЭПИТАКСИИ
2Л. Введение
2.2. Основные закономерности процесса осаждения плёнок алюминия на 96 атомарно чистую поверхность ОаАэ
2.3. Микроструктура плёнок алюминия, осаждённых на СаА.ч(ЮО)
2.4. Электрические свойства алюминиевых пленок и контактов АРп-ваАя
2.5. Формирование металлических нанокластеров на ростовой поверхности 123 ОаАз и их эпитаксиальное заращивание
2.6. Формирование нанокластеров Мо и при лазерном распылении 133 мишеней в процессе МОГФЭ СаАз
2.7. Оптимизация процесса заращиванйя нанокластеров алюминия
2.8.Выводы
ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОННЫЙ ТРАНСПОРТ И КИНЕТИКА НОСИТЕЛЕЙ ТОКА В 146 НАНОСТРУКТУРАХ МЕТАЛЛ-ПОЛУПРОВОДНИК
3.1. Введение
3.2. Модельные представления об электрических свойствах наноконтактов 148 металл-полупроводник
3.3. Роль туннелирования в наноконтактах металл-полупроводник
3.4. Адмитанс и нелинейная ёмкость многослойной структуры металл- 166 полупроводник
3.5. Фототок и кинетика отражения света в многослойной структуре 176 нанокластеров алюминия в матрице ОаЛэ
3.6. Пикосекундная кинетика фотолюминесценции в арсениде галлия с 182 нанокластерами алюминия
3.7. Выводы
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОННЫЙ ТРАНСПОРТ В МИКРОСТРУКТУРАХ МЕТАЛЛ-
ПОЛУПРОВОДНИК С ДЕЛЬТА-ЛЕГИРОВАНИЕМ ВБЛИЗИ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА
4.1. Введение

4.2. Управление эффективной высотой барьера в контактах Al/GaAs при дельта-легировании вблизи границы
4.3. Теория туннельного токопереноса в контактах металл-полупроводник с приповерхностным изотипным дельта-легированием
4.4. Феноменологический подход к диагностике низкобарьерных диодов метатл-полупроводник с приповерхностным изотипным дельта-легированием
4.5. Вольт-амперные и ёмкостные характеристики контакта металл-полупроводник с барьером Мотга: влияние пространственного заряда
4.6. Решение задачи инжекции носителей тока в слаболегированный полупроводниковый слой при самосогласованных граничных условиях на контактах
4.7. Обобщённая теория токопереноса в низкобарьерных диодах: сопоставление с экспериментом
4.8. Выводы
ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ НИЗКОБАРЬЕРНЫХ ДИОДОВ В ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ПРИЁМНИКАХ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН
5.1. Введение
5.2. Методика изготовления и характеристики планарно-ориентированных диодов Шоттки с субмикронным анодом
5.3. Разработка низко барьерных планарных диодов Мотта для миллиметрового диапазона длин волн
5.4. Характеристики детектирования в волноводных камерах с низкобарьерными диодами Мотта
5.5. Шумовые характеристики низкобарьерных диодов Мотта»
5.6. Детектор миллиметрового диапазона длин волн на основе низкобарьерного диода, включённого в планарную антенну
5.7. Взаимное влияние планарных детекторов при их близком расположении в плоскости
5.8. Матричный детекторный приёмник плотной компоновки для систем видения миллиметрового диапазона длин волн

сегрегацией атомов индия в тонком слое твёрдого раствора ГпваАз. Последующие исследования процессов сегрегации атомов индия в условиях МОГФЭ были основаны на послеростовом анализе серии образцов методами рентгеновской дифракции и оже-электронной спектроскопии [Аб]. Оказалось, что энергии активации процессов обмена: атомов индия на поверхности с атомами галлия в объёме твёрдой фазы и, наоборот, -атомов галлия на поверхности с атомами индия в твёрдой фазе, выше, чем в условиях молекулярно пучковой эпитаксии. Причина может быть связана со стабилизацией ростовой поверхности водородом в процессе МОГФЭ. Было подтверждено, что снижение температуры роста слоев 1пСтаАз до ТЕ<500°С приводит к отсутствию заметного количества1 атомов индия на поверхности, и сегрегация заметно подавлена. В этих условиях отсутствует заметное изменение концентрации атомов индия в тонких слоях ЬЮаАя в поперечном направлении-[А6].
Таким образом, использование методик брюстеровской рефлектометрии [А1-А5] позволяет контролировать ламинарность течения ПГС в реакторе и оценить характерные временные масштабы ряда важных процессов МОГФЭ. Это - время смены ПГС в реакторе; времена пиролиза арсина и десорбции мышьяка, которые определяют состояние ростовой поверхности; наконец, временной масштаб процесса сегрегации. Темп процессов на ростовой поверхности сильно зависит от температуры. Знание этих зависимостей позволяет в некоторой степени управлять приповерхностными свойствами, структур. Например, для снижения концентрации избыточного мышьяка на поверхности можно провести его десорбцию в нагретом состоянии при прекращении подачи арсина в реактор, а затем провести быстрое охлаждение структуры. Мониторинг оптического сигнала, несущего информацию о шероховатости поверхности, позволяет контролировать десорбцию мышьяка и избежать серьёзных нарушений в морфологии поверхности.
Для снижения роли процессов сегрегации следует использовать низкие температуры роста и проводить быстрое заращивание гетероэпитаксиального слоя 1пСаАБ. С другой стороны, за счёт процессов сегрегации можно менять в определённых пределах распределение атомов индия в слое. Для этого в реакторе устанавливается повышенная температура и проводится кратковременный отжиг структуры в потоке арсина при прерывании эпитаксиального роста. В дальнейшем эти приёмы будут использоваться для модификации поверхности полупроводника перед осаждением металлических нанокластеров и плёнок.