Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С.М. -> "Физика полупроводниковых приборов" -> 123

Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.

Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов — М.: Энергия, 1973. — 656 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 117 118 119 120 121 122 < 123 > 124 125 126 127 128 129 .. 228 >> Следующая

'У/У////*////
Валентная
зонаууу кремнияу
\35эв г'^в
х-
Уровни ловушек
т
8,0 эв
I
•777
тронов [Л. 36] и показана на рис. 33. Ширина запрещенной зоны для Si02
оказалась порядка 8 эв и сродство к электрону {q%i) 0,9 эв. Было также
обнаружено присутствие глубоких ловушек электронов с энергией 2 эв ниже
края зоны проводимости окисла с сечением захвата около 10~12 см2.
Подвижность электронов в окисле оценивается в пределах 34-17 см2/в ¦ сек
в зависимости от наличия однократно или двукратно заряженных центров.
Изучалась также фотоэмиссия дырок {Л. 3'7] из кремния в двуокись кремния.
Для дырок в валентной зоне окисла было обнаружено, что произведение -
подвижности на среднее время свободного пробега составляет около 10-12
см2/в.
Влияние работы выхода металла МДП-диода изучалось при использовании
измерений фотоответа и вольт-фарадных характе-
Таблица 9-1
Работа выхода металлов
ТГГ77777Т77777777,,,
Лу 'Валентная зона-
Шшшеш
Рис. 33. Энергетическая зонная диаграмма систем Si-S1O2, построенная на
основе фотоэлектрических измерений [Л. 36].
Металл "г т (по вольт-фарад-ным характеристикам), в "г т (по
фотоответу), в "г т (по работе выхода в вакуум), в
Mg 1 3,35 3,15 3.7
А1 4,1* 4,1 4,25
N1 4,55 4,6 • 4,5
Си 4,7 4,7 4,25
. Аи 5,0 5,0 4,8
Ag 5,1 5,05 4,3
* Значение 4f для А1 (4,1 в) состоит из суммы высоты барьера (3,2 е) и
сродства к электрону в SiOa (0,9 в).
ристик. На рис. 34,а отложена зависимость кубического корня величины
фотоответа от энергии фотонов для МДП-диодов при использовании различных
металлов |[Л. 38]. Пересечение с осью hv соответствует энергии барьера дФ
в системы металл - S1O2. Работа выхода металла определяется суммой Фв и
%i, где %i ¦-
Рис. 34. Зависимость кубического корня из величины фотоответа от энергии
фотонов для МДП-диодов при использовании различных металлов (а) и
соответствующие вольт-фарадные кривые (б) [Л. 38].
б)
сродство к электрону изолятора (см. рис. 2). Аналогичные результаты,
полученные из измерений МДП-емкости, показаны на рис. 34,6. Из уравнения
(52) следует, что если два различных металла наносятся но один и тот же
окисленный образец кремния, различие между двумя экспериментальными МДП-
кривыми соответствует разнице в работах выхода (Фт1-Фтг) или (Фв1-Фвг).
Поскольку величина Фт для некоторого металла известна (например, для
алюминия, определяемое по фотоответу Ф(tm)=3,2 в), можно опреде-
>0Л1эв
о,гоэв'
лить значение Ф для другого металла. Результаты показаны в табл. 9-1;
здесь также приведены значения работы выхода в вакуум. Значения работ
выхода, полученные из данных по фотоответу и по емкостным кривым, хорошо
соответствуют друг другу. Эти значения, однако, отличаются от работы
выхода в вакуум. Последнее не является неожиданным, так как металл
наносится в поликристаллическом виде и граница раздела изолятор - металл
отличается от границы раздела вакуум - металл (монокристалл), которая
используется при измерениях работы выхода металла в вакуум. Было найдено
три применении указанных методов, что барьер кремний - двуокись кремния
не зависит от ориентации
, кремния (в пределах по-
грешности 0,1 эв).
Результаты, изложенные ранее, показывают, что Фт" может существенно
влиять на поверхностный потенциал
0,6
Ofi
О,г
о
-О,г -о,ч -о,в -0,8 -1,0 -1,г
SiOp
SiO
'n-mun-Si
Золото р-тип 51
1_ 0,53 эв
4,1 эв
<А1
а)
0,5 эв':
-500А
5,г5эв
5,0 э в
Si02 p-тип-Si SiO-,
б)
500А
5,35 эв
Алюминий п-тип Si
Алюминий p-тип Si
~~WA.
n-mun-S;
юп !0's Ю,в 10,? 10ю
Примесная концентрация В кремнии, смг3
61
Рис. 35. Зонные диаграммы систем Au-Si и А1-Si. о - кремний п-тнпа,
Л/ю=1G1 с см-3-, б - кремний р-типа. N4 -- 1016 cm~s; в - :
кремния и что при оценке плотноеiи поверхностного заряда мз вольт-
фарадных кривых необходимо корректировать смещение напряжения на
.величину Фт8 в соответствии с уравнением (53). На рис. 35 показаны
зонные диаграммы (Л. 38] для двух обычно применяемых электродных металлов
(А1 и Au) для кремния п- и р-тила (1016 см-3)
О
Для толщины окисла 500 А и при нулевом поверхностном заряде. Видно, что в
зависимости от выбора электродного металла поверх-
ность для образца п-типа может варьироваться от аккумуляции до обеднения,
а поверхность для образца p-типа може1 варьироваться от плоских зон до
инверсии. На рис. 35,в показана требуемая поправка на <Dms как функция
степени легирования кремния при использовании золотого и алюминиевого
электродов.
2. Влияние ориентации кристалла. На рис. 19 было показано, что
плотность поверхностных состояний в системе Si-S1O2 при одинаковых
условиях окисления выше для подложки, ориентированной по плоскостям
<111>. Этот результат коррелирует с. влиянием кристаллографической
ориентации на скорость окисления [Л. 30, 39]. Скорость окисления
определяется выражением Сехр(-EalkT), где С пропорционально числу
свободных связей кремния на 1 см2, реагирующих с молекулами кислорода или
воды, ?а Еа - энергия активации. В табл. 9-2 показаны свойства кристал-
Предыдущая << 1 .. 117 118 119 120 121 122 < 123 > 124 125 126 127 128 129 .. 228 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed