Особливості механізмів переносу заряду, фотоелектричних і люмінесцентних процесів у діодах Шотткі на основі SiC i CdTe - Автореферат

З 1960-х рр. проводяться також інтенсивні дослідження з метою створення детекторів X-і g-випромінювання на основі CDTE, здатних працювати без кріогенного охолодження. Хоч тепер електронні прилади на основі SIC і CDTE з діодами Шотткі знайшли застосування у техніці, медицині, астрофізиці, їх розповсюдження і здешевлення виробництва потребує проведення подальших фізичних досліджень, оскільки ряд механізмів, що визначають характеристики та параметри цього класу приладів, далеко не зясовані. У дисертації представлено результати досліджень, що виявляють ряд особливостей явищ переносу заряду, фотоелектричних і люмінесцентних процесів у діодах Шотткі на основі SIC та CDTE. Дисертаційна робота виконана в рамках Координаційних планів науково-дослідних робіт Міністерства освіти і науки України, які виконувались у Чернівецькому національному університеті впродовж 1990-2004 років, зокрема, «Гарячі носії заряду в діодних структурах на основі широкозонних напівпровідників» (номер державної реєстрації 0193U023716) та «Дослідження явищ переносу заряду і фотоелектричних процесів у напівпровідникових структурах на основі сполук елементів ІІ і VI груп періодичної системи з метою створення високоефективних детекторів оптичного і рентгенівського випромінювання» (номер державної реєстрації 0100U005495). Роль дисертанта у виконанні науково-дослідних робіт полягала в дослідженні електричних, фотоелектричних і люмінесцентних властивостей барєрних структур на основі CDTE, SIC та інших широкозонних напівпровідників.У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи та її звязок з науковими програмами і темами досліджень Чернівецького національного університету, сформульовано мету і задачі досліджень, наукову новизну і практичне значення отриманих результатів, наведено дані про апробацію роботи, публікації та особистий внесок дисертанта. Розглянуто основні фізичні властивості телуриду кадмію і карбіду кремнію та основні сфери застосування діодів Шотткі на основі цих напівпровідників.Застосування теорії Саа-Нойса-Шоклі [1] і результатів роботи [2] (з урахуванням особливостей процесів у поверхнево-барєрній структурі) приводить до залежності: (1) де DE*=Eg KT?.ln(TNONV/TPONC), tno і tpo - часи життя відповідно електронів і дірок, Eg - ширина забороненої зони, Dm - енергетична віддаль рівня Фермі від краю валентної зони, jo - висота потенціального барєра, ni - власна концентрація носіїв, d - ширина області просторового заряду(ОПЗ), Nv, Nc - ефективна густина станів відповідно у зоні провідності та валентній зоні. Зовнішній квантовий вихід з hext урахуванням поверхневої рекомбінації описується формулою: (3) де R - коефіцієнт відбивання, a - коефіцієнт поглинання, - Dn - коефіцієнт дифузії електронів, Ln - дифузійна довжина електронів, v - швидкість емісії носіїв в метал, s - швидкість поверхневої рекомбінації. За умови, коли ad<<1, світло проникає глибоко в напівпровідник, можна знехтувати поверхневою рекомбінацією і спростити формулу (3): hext=(1-R) a(Ln d)/(1 ALN), (4) зіставлення якої з експериментом дозволяє знайти дифузійну довжину електронів (рис. (5) де D (E, V) - коефіцієнт прозорості барєра, fn(E) і 1-fm(E) - ймовірність того, що рівень з енергією Е у напівпровіднику заповнений, а в металі не заповнений, jo - величина, що не залежить від напруги й визначається густиною станів у металі та зоні провідності напівпровідника. Фотострум у SIC діодах Шотткі, окрім зазначених механізмів, виникає також в результаті фотоемісії електронів із металу за моделлю Фаулера, що проявляється у виникненні фоточутливості діода Шотткі в області енергії фотонів, меншій від ширини забороненої зони напівпровідника.

Основний зміст роботи

1 Sah C., Noyce R., Shockley W. Carrier generation and recombination in p-n-junction and p-n-junctions characteristics // Proc. IRE. -1957. - Vol. 45, №9. - P. 1228-1243.

2. Косяченко Л.А., Махний В.П., Потыкевич И.В. Генерация-рекомбинация в области пространственного заряда контакта металл-SIC // УФЖ. -1978. - Т.23. - С. 279-286.

3. Фань Н.И. Поглощение инфракрасного излучения в полупроводниках // УФН. -1958. - Т. 64. - С. 315 360.

4. Lavagna M., Pique J.P., Marfaing Y. Theoretical analysis of the quantum photoelectric yield in Schottky diodes // Solid State Electron. -1977. - V.20. - P.235.

Размещено на .ru