Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Хамакава Й. -> "Аморфные полупроводники и приборы на их основе" -> 117

Аморфные полупроводники и приборы на их основе - Хамакава Й.

Хамакава Й. Аморфные полупроводники и приборы на их основе. Под редакцией докт.техн.наук С.С. Горелика — М.: Металлургия, 1986. — 376 c.
Скачать (прямая ссылка): amorphnye-poluprovodniki.djvu
Предыдущая << 1 .. 111 112 113 114 115 116 < 117 > 118 119 120 121 122 123 .. 153 >> Следующая

Таким образом, из уравнений (6.1.1) и (6.1.2) определяется и (0, у), а и (х, у) получается из уравнения (6.1.2).
Дрейфовый канальный ток дается выражением [ 91
W У* о
./3"
о о
L О и (0, у)
l)(^)-<dudV +davD дх
(6.1.3)
Рис. 6.1.1. Модели распределения плотности состоя.шй в запрещенной зоне: 1. 2.3 - данные [ 8]; 4 - данные | 71 ири-Яор, '
283
водимость на уровне Ферми не рассматривается: при комнатной температуре для a-Si, осажденного в ТР, это оправданно. В работе использовалась первая формула уравнения (6.1.3), в которой интегрирование плотности носителей ограничивается толщиной a-Si da. В то же время, в работах [5, 61 применялась вторая формула уравнения (6.1-3), в которой интегрирование производится до точки, где заканчивается изгиб зоны (д и/д х — 0).
Характеристики ТПТ
При расчете характеристик ТПТ используются модели распределения состояний в запрещенной зоне, представленные на рис. 6.1.1. Кривые 1-3 основываются на линейных комбинациях е\р(аЕ), ехр(-ЬЕ) и постоянных членов [8]. Кривая 4 в средней части запрещенной зоны (Е„ + Д„ < Е < Ес - Ас) основана на зависимости 10(д?2 + ьь+ с), а в граничных хвостовых районах, гJ^eN(E) > 1019 см"3эВ"', - на комбинации линейных функций [7]. Обе модели приблизительно правильно описывают экспериментально наблюдаемое распределение плотности состояний в запрещенной зоне [10, 11].
Зависимости - Уд, рассчитанные на базе этих моделей, представлены на рис. 6.1.2. Для кривых 1-3 были заданы следующие значения: (1 = 5000 А, с!= 1 мкм, У~в = 10 В ии,. = ОэВ; а для кривой 4йох = = 3600 А, йа = 3500 А, Ув = 1 В и и(Ь = 0 эВ. Зависимость 3 [8] довольно хорошо совпадает с экспериментальными результатами [3]. Кривая 4 [7] не стремится к насыщению при Vс < 0, что может быть обусловлено ограничением интегрирования при х = й в уравнении (6.1.3). Данные рис. 6.1.2 указывают на то, что при Уд < 0 более разумным является допущение, что область изгиба зоны (д и/д х Ф 0) меньше с! [5, 6, 8]; но последние обсуждения наводят на мысль о необходимости более строгих граничных условий. При Уд > 0 любое приближение не будет являться источником серьезных ошибок, поскольку каналированный слой составляет только несколько сотен ангстрем.
Из сравнения кривых 1-3 на рис. 6.1.2 видно, что соотношение токов во включенном и выключенном состояниях (отношение вкл./выкл.) определяется, главным образом, плотностью состояний в запрещенной зоне вблизи хвостов зоны и что это отношение увеличивается, когда
-20 0 20 40 Vn,B
Рис. 6.1.2. 1р - (^-характеристики для различных распределений плотности состояний н зпрещешюй зоне. Обозначения 1—4 тс же, что на рис. 6.1.1.
284
плотность состояний в хвостах1 зоны уменьшается. Отношение вкл./выкл. приблизительно пропорционально ехр[ —(/Г - Ер)/кТ] и в силу этого уменьшается, когдаЕр приближается к зоне проводимости [8].
Зависимости (10 - Уд) для различных значений ширины хвостов зоны Д(-Дс) и минимальной плотности состояний в запрещенной зоне Л^тт [7] представлены на рис. 6.1.3. Там же указаны определенные из крутизны значения порогового напряжения V^ и эффективная подвижность (с!ох = 1500 А). Результаты указывают на то, что V^ зависит главным образом от Д,.а N ш не оказывает на него существенного влияния. В области, где отношение С^/бу (заряда свободных носителей к общему заряду) существенно меньше единицы по причине зависимости <2р/(2Т от Ус, наблюдаемая подвижность отличается от подвижности д для массивного образца. Это указывает на то, что вычисление д из экспериментальных кривых 1р •- Уд должно проводиться при больших Уд, когда Сг/бт- является постоянной величиной, приблизительно равной единице [7].
fff/ffT
0 20 40 60 Ув,В Ув,0
Рис. 6.1.3. 1р - 1^-характсристики для различных значений ширины хвостов зоны Л (эВ) и минимальной плотности состояний в запрещенной зоне Мт;п (см-3 ¦ эВ"') . Приведены также значения эффективной подвижности см2 / (В • с) 1 и порогового напряжения. На вставке приведены значения отношения заряда свободных носителей к общей величине наведенных зарядов [7]
Рис. 6.1.4. Экспериментальные (1) и рассчитанные (2) кривые 1?>-^д (Ы = = 10'7 см-3 -эВ-\ Д = 0,1 эВ) | 71
285
На рис. 6.1.4 экспериментальные результаты (7) сопоставляются с расчетными зависимостями ID - V~c (2). Для модели с Д * 0,1 эВ и ^min = см"3 совпадение кривых, а также экспериментальных зна-
чений д и Ес -EF является довольно хорошим. Величина Д = 0,1 эВ оказалась меньшей, чем приведено в работах [10, 11] (0,2 эВ). Результаты, приведенные на рис. 6.1.3, подтверждают меньшее значение Д. Ход кривой 3 при меньших значениях Д хорошо совпадает с зависимостями, измеренными Снеллом и др. [3], в то время как ход кривых 1 и 2 с увеличением Vg не изменяется из-за фиксации уровня Ферми, обусловленной высокой плотностью состояний в хвостах зоны.
В заключение отметим некоторые проблемы. Плотность состояний в запрещенной зоне на хвостах зоны остается неизвестной из-за трудности анализа этой области. Предположение, что толщина слоя a-Si больше, чем область изгиба зоны, является нереальным, поскольку при обычных условиях эксперимента область изгиба зоны больше 1 мкм, если VG превышает несколько вольт. При больших VQ следует рассматривать влияние поверхностного рассеяния на подвижность; заслуживает также рассмотрения тот факт, что подвижность вблизи границы не всегда равна подвижности в массивном материале [12].
Предыдущая << 1 .. 111 112 113 114 115 116 < 117 > 118 119 120 121 122 123 .. 153 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed