Диссертация (1097819), страница 37
Текст из файла (страница 37)
3.30 представлена зависимость фототока от угла между и надлине волны ( = 1255 нм).Зависимость фототока от угла между вектором поляризации света и границей двойникования согласуется с обобщённым законом Малюса [25] описывающим изменение фотоответа в зависимости от азимутального угла в следующем виде:() = ‖ cos2 () + ⊥ sin2 ().(3.10)Рисунок 3.30: Зависимость фототока от угла между векторомнапряженности электрического поля световой волнывекторомдля длины волны = 1280инм.Обобщённый закон Малюса свысокой точностью выполняется в тех спектральных диапазонах, в которыхосцилляторы оптических переходов имеют одинаковую ориентацию дипольныхмоментов.
Азимутальные зависимости (3.10) являются периодическими кривыми с периодом = . При определённых энергиях фотонов наблюдается равенство ‖ = ⊥ и зависимость (3.10) вырождается в прямую линию. Учитываявысокий линейный дихроизм в 2 , можно считать, что именно он ответственен за поляризационную зависимость фототока. Роль анизотропии кинетических коэффициентов в этих эффектах незначительна.Анализ электрических характеристик двойниковой структуры 2 показывает, что от комнатной температуры до температуры ∼ 273 K граница разде-216ла представляет собой два встречно включённых барьера, сформированных засчёт закрепления уровня Ферми на границе раздела ПЭС примерно на ∼ 0.3 эВот потолка валентной зоны.
Разрыв энергетических зон на границе двойникования приводит к униполярной генерации фотоЭДС. Отсутствие сигнала в ⊥ может быть объяснено малым поглощением света в данной поляризации.При температурах > 273 K оба встречно включённых барьера спрямляются. В этом случае скорость обмена ПЭС границы раздела с основными носителями заряда и разрыв — зоны определяют перенос заряда в структуре.Полученные спектры могут быть объяснены, если учесть, что освещается всяструктура и генерация происходит в обеих областях. Так как оси областей вплоскости падения света сдвинуты друг относительно друга на некоторый угол,то фототок может содержать компоненты одних и тех же переходов, сдвинутых по энергиям. Это обстоятельство объясняет и то, что одни экстремумыв поле изменяются значительно, другие — нет.
И высокую чувствительностьспектральной формы сигнала к ориентации и положению вектора относят кплоскости падения света. Разрыв зон определяет асимметрию чувствительностик приложенному напряжению.Можно предположить, что в области II небольшой изгиб зон существует инапряжённость электрического поля больше, т.е. сдвиги ′ = 1 существеннобольше. Интересным является и то, что в более сильных полях происходитсдвиг всей ИК полосы в область больших энергий. Если предположить, что этиполосы фототока связаны (так же, как и в − 2 ) с обратной водородоподобной серией линий поглощения, тогда особенности 9 , 6 , 4 , 2 и 8 , 5 ,3 являются компонентами этой серии. Для доказательства этой или другоймодели полученных результатов необходимы дополнительные исследования.Выводы: Исследованы спектры фотоответа на контакте диарсенида цинкас электролитом и на выпрямляющих барьерах границ двойникования кристаллов.
В спектрах фототока двойниковой структуры 2 /2 в узком интервале длин волн (∼ 20 нм) при температуре жидкого азота проявляет рядособенностей, характеристики которых зависят от величины и полярности приложенного к структуре напряжения и направления вектора поляризации света217относительно линии плоскости двойникования, выходящей на поверхностьдвух областей. Зависимость фототока от угла между вектором поляризациисвета и границей двойникования согласуется с обобщённым законом Малюса.Предложен вариант интерпретации полученных спектров.218Глава 4Контактные явления. Перенос заряда.4.1Общие характеристики контактов металлов с дифосфидамицинка и кадмия электронной проводимости.Особенности энергетических диаграмм контактов дифосфидов цинка и кадмия электронной и дырочной проводимости с металлами связаны с природойпроводимости исследуемых материалов — энергетической структурой дефектовв запрещенной зоне и характеристиками этих дефектов, а также поверхностными электронными состояниями контактов (ПЭСК) и диэлектрического зазора между металлом и полупроводником.
Исследованию электропроводности вдифосфидах и диарсенидах цинка и кадмия посвящены работы [170, 202–205].Данные по характеристикам и природе электрически активных дефектов приведены и в других многочисленных работах. По данным этих работ, донорамив 2 являются центры с глубиной залегания 0.25 · · · 0.35 эВ, акцепторами— 0.22 · · · 0.25 эВ. В − 2 донорами являются центры с глубиной залегания 0.23, 0.36 эВ, акцепторами — 0.14 · · · 0.15, 0.2 · · · 0.22, 0.35, 0.44 · · · 0.47,0.62 · · · 0.63, 0.68, 0.85 эВ, в − 2 донорами являются центры с глубинойзалегания 0.1, акцепторами — 0.14 · · · 0.15, 0.3 · · · 0.36. В 2 акцепторамиявляются центры с глубиной залегания 0.05 эВ, по донорам в этом материаледанных нет.
Сведения о возможностях получения мелких уровней обоих типовв дифосфидах цинка и кадмия и диарсениде цинка, а также инверсии типапроводимости тетрафосфида кадмия нам неизвестны. Легирование этих соединений , , , при получении кристаллов из расплава и из газовой фазык желаемым результатам не привели [205]. Динамика поведения собственных219дефектов и их электрической активности при отжиге в парах фосфора и вакууме дана в [205].
Глубина залегания уровней собственных дефектов кристаллов2 и 2 , определяющих тип и другие характеристики проводимости такова, что полная их ионизация не достигается до температур начала собственнойпроводимости. Установлено, что на контактах кристаллов 2 и 2 с металлами образуются запорные барьеры [62, 154, 157, 176, 203, 206–209], величинакоторых зависит от работы выхода металла, технологии получения структур ихарактеристик кристаллов.На рис. 4.1 представлены зависимости высот барьеров отработы выхода металла длякристаллов с электронным типом проводимости по данным[62, 154, 157, 206–209].
Так же,как в контактах Шоттки наковалентных полупроводникахс высокой степенью ионности,проявляетсяРисунок 4.1: Зависимости высоты барьера контактов метал —полупроводник от работы выхода металла на кристаллахдифосфидов цинка и кадмия − 2— типа проводимости: 1 —термическое напыление, 2 —осаждение, 3 —2 − 2химическоетермическое напыление, 4 —химическое осаждение, 5 — − 22химическое осаждение.сильнаязависи-мость высоты барьера от природы нанесенного металла. Разброс значений высот барьеровот характеристик кристалла итехнологии получения указывает на существенную роль в модификации характеристик поверхности интерфейсных взаимодействий с адатомами. Линейнаяаппроксимация методом наименьших квадратов значений высот барьеров ,полученных разными методами для 2 , − и − − 2 — типа проводимости от работы выхода металлов = + дает для , и плотности поверхностных состояний значения 0.35 · · · 0.41, 0.8 · · · 0.85 и 1.8·1013 см−2 эВ−1соответственно (таблица 4.1).
Полученные значения констант и сопоставимы с аналогичными для сульфидов цинка и кадмия.220Таблица 4.1: Значения величин, полученных из эксперимента и рассчитанных по зависимостям высотбарьеров контактов металл — полупроводник от работы выхода металла. · 1013−1эВ−2смПолупроводникABПримечание22 − 2 − 2 − 20.35-0.71.8-напыление0.4-0.8--электрохим.0.4-0.8--напыление0.52-1.1--электрохим.0.34-0.5--электрохим.Значительный разброс значений величин барьеров характерен для такихструктур, т.к. величина барьера зависит не только от технологии полученияструктур, физико — химических и электрофизических свойств полупроводника, поверхности и характеристик диэлектрического зазора между полупроводником и металлом, но и от работы выхода контактирующего металла и методаизмерения .На кристаллах дырочной проводимости с металлами с низкой работой выходаобразуются слабо выпрямляющие контакты.
Имеются всего лишь две работы побарьерам металл — полупроводник на тетрагональных кристаллах дифосфидовцинка и кадмия дырочной проводимости [177, 210]. По нашим данным [211, 212]с и металлами с работой выхода > 3 эВ моноклинные кристаллы сдырочной проводимостью образуют контакты в которых реализуется режимТОПЗ. Характерными особенностями ВАХ таких контактов является наличиеомического, квадратичного участков в зависимости тока от напряжения и почтиучастка вертикального изменения тока, характерного для захвата основных носителей на ловушки в момент их полного заполнения.
В этих полупроводникахтакими уровнями являются уровни глубоких акцепторов определяющих проводимость кристалла = 0.3 эВ и 0.05 эВ для 2 и 2 соответственно.ТОПЗ в диарсениде цинка проявляется при низких температурах. Поведениеэлектрического поля на границах кристалла в режиме ТОПЗ исследовано поэволюции контуров экситонного отражения света в процессе переноса заряда втонких пленках дифосфида цинка (1.2).Анализ литературных данных по явлениям переноса в структурах металл— полупроводник на исследуемых материалах потребовал изучения теоретических аспектов контактных явлений на полупроводниках с проводимостью, обу-221словленной частично ионизированными глубокими уровнями, а также экспериментальных исследований для разработки методик определения параметров ихарактеристик таких структур, в том числе и методики получения омическихконтактов.Ранее [176,187,213] было отмечено, что в контактах металлов с дифосфидамикадмия и цинка, проводимость которых определяется дефектами, образующими в запрещенной зоне глубокие уровни, формируется запорный слой, электрофизические свойства которого зависят от характеристик глубоких уровнейполупроводника (рис.
4.2).Анализ свойств таких контактов[180], с использованием параметрови характеристик исследуемых полупроводников, показывает, что запорный слой является слоем Шотткии для описания явлений переносасправедливы диффузионно — дрейРисунок 4.2: Энергетическая диаграмма контактаметалл — полупроводник.фовые уравнения, как для объемаполупроводника, так и для ОПЗ.Полная проводимость таких контактов может быть представлена эквивалентной схемой [187], в которой барьерная емкость и проводимость зависят от частоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
