Физика полупроводниковых приборов Книга 1 - Зи С.
Скачать (прямая ссылка):
для этих приборов равна соответственно 0,65 и 0,80 эВ.
Контакты металл - полупроводник
303
Фотоэлектрические измерения можно использовать также для определения
других параметров прибора и свойств входящих в него материалов. Эти
измерения были использованы, в частности, для определения высокочастотной
диэлектрической проницаемости кремния [10]. Находя граничную частоту
фотоотклика при различных запирающих напряжениях, можно определить
соответствующее понижение барьера Лф. Построив, как показано
на рис. 5, зависимость Дф от У S', найдем эффективную диэлектрическую
проницаемость вв/е0. Кроме того, фотоэлектрические измерения были
использованы для определения зависимости высоты барьера от температуры
[38]. С этой целью измерялась граничная частота фотоотклика при разных
температурах диода Au-Si. Оказалось, что сдвиг граничной частоты
достаточно хорошо "отслеживает" температурную зависимость ширины
запрещенной зоны. Это означает, что уровень Ферми на поверхности раздела
Au-Si занимает фиксированное положение относительно края валентной зоны.
Последнее вполне соответствует выводам разд. 5.5.1.
Результаты намерения высоты барьера. Для измерения высоты потенциального
барьера в системе металл-полупроводник исполь-' зовались все описанные
выше методы. В случае совершенного контакта к чистой поверхности
полупроводника эти методы приводят к одному и тому.же значению с
точностью ±0,02 эВ. Причиной существенных расхождений между результатами,
полученными различными методами, могут быть загрязнения поверхности,
ho, зВ
Рис. 32. Зависимость корня квадратного из фотоотклика, пересчитанного на
один фотон, от энергии фотона для диодов W - Si и W - GaAs [31 ].
Таблица 3. Экспериментальные значения высоты барьера Шоттки при 300 К (в
вольтах)
Полупро- водник Тип Eg' эВ Ag A1 \и Сг Cu Hf In
Mg Mo Ni Pb Pd Pt Та Ti W
Алмаз P 5,47 1,71 <¦ 0,49
0,38 0,48
Ge n 0,66 0,54 0,48 0,59 0,52 0,64
Ge p 0,50 0,30 0,55 0,40 0,68 0,61
0,81 0,90 0,50 0,67
Si n 1,12 0,78 0,72 0,80 0,61 0,58 0,58 0,42 0,51
0,55 0,61 0,45
Si p 0,54 0,58 0,34 0,50 0,46
SiC n 3,00 2,00 1,95 ч
1,00
AlAs n 2,16 1,20
AlSb p 1,63 0,55
BN p 7,50 3,10
BP p 6,00 0,87
GaSb tl 0,67 0,60
GaAs n 1,42 0,88 0,80 0,90 0,82 0,72
0,84 0,85 0,80
GaAs p 0,63 0,42 0,68
GaP n 2,24 1,20 1,07 1,30 1,06 1,20 1,84 1,04 1,13 1,27
1,45 1,12
GaP p 0,72
InSb n 0,16 0,18 1 0,17 1
InAs p 0,33 0,47 1
InP n 1,29 0,54 0,52
InP p 0,76 •
CdS n 2,43 0,56 Оми- че- ский 0,78 0,50
0,45 0,59 0,62 1,10 0,84
CdSe n 1,70 0,43 0,49 0,33
0,37
CdTe n 0,81 0,76 0,71
0,76
ZnO n 3,20 0,68 0,65 0,45 0,30
0,68 0,75
ZnS n 3,60 1,65 0,80 2,00 1,75 1,50 0,82
1,87 1,84 0,30
ZnSe n 1,21 0,76 1,36 1,10 0,91
1,16 1,40 1,10
PbO n 0,95 j 0,93 0,96
0,95
1 При 77 К
Контакты металл - полупроводник
305
промежуточный изолирующий слой, краевые токи утечки или глубокие
примесные уровни.
В табл. 3 приведены результаты измерений [39-41 ] высоты барьера Шоттки
на ряде полупроводников. Они получены на барьерах, изготовленных
напылением сверхчистых металлов в системах с высоким вакуумом на сколотую
или химически очищенную поверхность полупроводника. Как и следовало
ожидать, наиболее изученными являются контакты к кремнию и GaAs. Из
металлов чаще всего используют золото, алюминий и платину. Результаты
измерений высоты барьеров в системах силицид металла-- кремний я-типа
приведены в табл. 4 [42-43а ].
Высота энергетического барьера обычно очень чувствительна
к"гтер*свбработке образца до и после напыления [44]. На рис. 33 показана
зависимость высоты барьера в диодах на основе Si и GaAs n-типа,
измеренной при комнатной температуре, от температуры отжига. Высота
барьера в диоде Pt-Si составляет 0,9 В. После отжига при 300 СС и выше на
поверхности раздела образуется силицид PtSi [45], что приводит к
уменьшению (рВп до 0,85 В. В диодах Pt-GaAs на поверхности раздела после
отжига образуется PtAs2 и высота барьера увеличивается с 0,84 до 0,87 В
[46 1. При отжиге диода А1-Si выше 450 °С высота
Таблица 4. Характеристики барьеров силицид металла-кремний п-типа
Силицид металла <PB' b Структура Темпе- ратура образо- вания, °С
Температура плавления, °С
CoSi 0,68 Кубическая 400 1460
CoSia 0,64 " 450 1326
CrSi. 0,57 Гексагональная 450 1475
HfSi 0,53 Орторомбическая 550 2200
IrSi 0,93 300 -
MnSi 0,76 Кубическая 400 1275
MntiSi19 0,72 Тетрагональная 800 * 1145
MoSi.. 0,55 " 1000 г 1980
Ni<>Si 0,7-0,75 Орторомбическая 200 1318
NiSi 0,66-0,75 " 400 992
NiSh. 0,7 Кубическая 800 1 993
Pd2Si 0,72-0,75 Гексагональная 200 1330
PtSi 0,84 Орторомбическая 300 1229
RhSi 0,69 Кубическая 300 -
