Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С. -> "Физика полупроводниковых приборов Книга 1" -> 91

Физика полупроводниковых приборов Книга 1 - Зи С.

Зи С. Физика полупроводниковых приборов Книга 1 — М.: Мир, 1984. — 456 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov11984.djvu
Предыдущая << 1 .. 85 86 87 88 89 90 < 91 > 92 93 94 95 96 97 .. 142 >> Следующая

295
10
ю
10
X
10
10
ю
10"3 ю~г 10ч 10° ю1 юг
Kt, в
5
Рис. 24. Диод PtSi - Si с диффузионным охранным кольцом (а) и его волиг-
ампер-ные характеристики (экспериментальная и рассчитанная по формуле
(82))[32].
В большинстве применяемых на практике диодах Шотткн основной вклад в
обратный ток вносят краевые токи утечки. Они обусловлены концентрацией
электрическою поля на краю металлического электрода и аналогичны токам в
р-я-переходах с малым радиусом кривизны (г/ 0) (гл. 2). Для
уменьшения
краевых токов используют диффузионные охранные кольца [32] фис. 24, а).
Охранное кольцо представляет собой диффузионную Область p-типа, профиль
легирования которой подбирается так, чтобы напряжение пробоя перехода
было больше напряжения пробоя контакта металл-полупроводник. При
устранении краевых эффектов прямые и обратные вольт-амперные
характеристики
/7?
296
Глава 5
диодов Шоттки получаются близкими к идеальным. На рис. 24, б приведены
экспериментальная и теоретическая характеристики диода PtSi-Si с охранным
кольцом. Соответствие между ними очень хорошее. Резкое увеличение тока
при напряжении ~30 В обусловлено лавинным пробоем, как этого и следовало
ожидать при концентрации доноров ~2,5* 1016 см-3.
Эффективность использования охранного кольца с целью предупреждения
преждевременного пробоя и утечки через поверхность может быть установлена
из зависимости тока утечки от диаметра контакта при постоянном
напряжении. Для этого на полупроводнике нужно изготовить несколько диодов
Шоттки разных размеров. На рис. 25 приведена зависимость тока утечки при
обратном смещении от диаметра диода [33]. Прямая, проведенная через
экспериментальные точки, имеет тангенс угла наклона, равный 2. Последнее
означает, что ток утечки пропорционален площади прибора. Если бы основной
вклад в ток давали краевые токи утечки, то наклон этой прямой был бы
равен 1.
В некоторых диодах Шоттки возникает дополнительная зависимость' обратного
тока от напряжения, являющаяся следствием того, что в случае отсутствия
на поверхности раздела металл-
Эксперименталь ная Теорети чес ка я
WOO тока Утечкн от диаметра NiSi - Si-диода на кремнии /г-типа с Nq - 6-
JO1^ см-3 [33].
Рис. 25. Зависимость обратного
/

W0
Диаметр диоёа Д мм
Контакты металл - полупроводник
297
10
\ to2
\
10 1 10°
Эксперимента-(tm)* Дополнительное ные значения статическое понижение
______ Теоретические
зна чения
/
/
Понижение за счет сил изображения
Плотность тока насыщения
10'3 10
-z
I
10'1 101
v", В
101 г ю*
Рис. 26. Теоретические и экспериментальные вольт-амперные характеристики
RhSi - Si-диода при обратном смещении [19].
полупроводник промежуточного слоя волновая функция электрона в металле
проникает в запрещенную зону полупроводника. Этот квантовомеханический
эффект приводит к образованию на поверхности раздела статического
дипольного слоя. Вызванное им изменение высоты барьера зависит от
приложенного напряжения (т. е. от дув0!д&т Ф 0) и в первом приближении
может быть представлено в виде
(Дф)
статич ^ affm> (83)
где а ~ с?фв01д&т. Из рис. 26 видно, что при а - 17 А достигается хорошее
соответствие между теоретическими и экспериментальными значениями
обратного тока.
Метод энергии активации. Принципиальное преимущество этого метода
измерения высоты барьера Шоттки заключается в том, что не требуется о
площади дополнительных предположений электрически активной области. Метод
энергии активации часто используется при исследовании таких поверхностей
раздела, где неизвестно точное значение площади контакта. В случае если
поверхность плохо очищена или на ней не полностью произошла реакция,
электрически активная площадь может составлять только часть
геометрической площади. Кроме того, если металлургическая граница
получена на неровной поверхности полупроводника, то электрически активная
площадь может оказаться больше внешней геометрической.
Умножая уравнение (49) на Ае (площадь электрически активной области),
получим
In (IF!D = In (А.А**) - <7 (Фв" - VF)/kT, (84)
298
Глава 5
где q (фВл - VP) - энергия активации. В ограниченном интервале температур
(например, 273 К < Т < 373 К) можно считать, что величины Л** и фВп не
зависят от температуры. Если при этом напряжение смещения в прямом
направлении поддерживается постоянным, то из тангенса угла наклона
зависимости In (If/T2) от МТ найдем высоту барьера q>Bnt а из линейной
экстраполяции до 1/7 = 0 получим произведение электрически активной
площади Ле на эффективную постоянную Ричардсона Л**.
Метод энергии активации занимает важное место при исследовании
металлургических реакций на поверхности полупроводника. На рис. 27
приведены зависимости тока через контакты А1-Si "-типа от температуры,
полученные после отжига при разных температурах. Изменение наклона этих
прямых указывает на то, что эффективная высота барьера Шоттки почти
линейно увеличивается от 0,71 до 0,81 В при изменении температуры отжига
Предыдущая << 1 .. 85 86 87 88 89 90 < 91 > 92 93 94 95 96 97 .. 142 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed