Диссертация (1097819), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Слой с низкой проводимостью в — фазе 2 может быть образованизменением состава дефектов при переходе от одной фазы к другой, так какдостоверно известно, что концентрация вакансий фосфора определяется парци-265Рисунок 5.5: Зависимости емкости и проводимости гетероперехода − − 2от обратного смещенияпри различных частотах.альными давлениями фосфора и цинка, а также то, что при низких давленияхфосфора растет — фаза 2 , при высоких — — фаза.При достаточно больших полях (близких к напряжению пробоя) наблюдаетсянекоторое релаксационное уменьшение тока, связанное с полевым опустошением ловушек в ОПЗ. При этом линейный закон изменения тока от напряжениянарушается.Пробой в исследуемых структурах аналогичен, по характеру зависимостейтока от напряжения и температуры, пробою в структурах металл — — , − 2 [222, 246].
Отрицательный температурный коэффициент напряженияпробоя и характер ВАХ указывают на туннельную природу, а низкие величиныбарьеров туннелирования позволяют предполагать, что эти процессы происходят с участием уровней дефектов [152, 221, 224]. Напряжения пробоя структур,полученных в разных технологических условиях, составляют 40 · · · 120 В.5.2.2 Вольт — фарадные характеристики и комплексная проводимость гетероперехода.Вольт — фарадные характеристики ( − ) исследованы в интервале температур 273 ÷ 420 и частот — 10 ÷ 106 Гц. Зависимости емкости от напряжения,в координатах 1/ 2 − , содержат два близких к линейным участка (рис. 5.5).266Наклон зависимостей уменьшается при увеличении частоты измерительного сигнала.
Контактная разность потенциалов, определенная по экстраполяциинизковольтного участка зависимости 1/ 2 к нулю, составляет 0.6 В и 0.9 В нанизких и на высоких частотах соответственно. Высоковольтный участок, соответствующий более низкоомной области, по характеру зависимостей совпадаютс аналогичными характеристиками барьеров металл — − 2 . Низковольтный участок может быть отнесен к изменению потенциала в моноклинной фазеструктуры.
Прямое смещение, приложенное к барьеру, увеличивает емкость ипроводимость на всех частотах при всех температурах. Зависимость проводимости от обратного смещения имеет минимум. Рост проводимости при большихобратных смещениях связан с пробойными явлениями в структуре. Характерповедения ВФХ указывают, что структуры являются резкими.Полная проводимость = + структур − − 2 является функцией частоты переменного напряжения, постоянного напряжения смещения перехода, подсветки и температуры, зависит в некоторой степени от предистории образца — степени и способа заполнения глубоких уровней в ОПЗ.
Нарис. 5.6 представлены зависимости емкости () и проводимости () от частоты структур − − 2 для нескольких температур. С ростом частотыемкость уменьшается по величине. В отличие от барьеров Шоттки , и −2 ,проводимость гетероперехода с ростом частоты падает.Следует отметить, что после включения и выключения прямого смещенияемкость увеличивается, а проводимость уменьшается. Емкость уменьшается, а проводимость растет при выдержке структуры в темноте. Эти изменения связаны с перезарядкой более глубоких уровней и изменением степеникомпенсации ОПЗ.
Все измерения проведены после установления равновесныхзначений [224].Полученные данные из исследований частотной и температурной характеристик полной проводимости гетероперехода позволяют считать, что изгиб зон в − 2 и процессы обмена носителей заряда с областью квазинейтральностиопределяют низкочастотные зависимости емкостной составляющей полной проводимости гетероперехода. Обнаружению роста активной проводимости в этой267Рисунок 5.6: Частотные характеристики емкости a) и проводимости b) гетероперехода − − 2 .области, по - видимому, препятствует высокоомный слой на границе раздела в фазе.
Энергии залегания уровней, вычисленные из этих измерений, совпадают с величинами, полученными из аналогичных исследований, выпрямляющихконтактов металл — полупроводник на слоях фазы гетероструктуры.5.3Фотоэлектрические свойства гетеропереходов.5.3.1 Спектральные характеристики фототока () − () − .2Область спектральной чувствительности () − () − 2 гетероперехода,при освещении его со стороны широкозонной области, находится в интерваледлин волн 860 до 570 нм.
Длинноволновый край фотоэффекта определяетсяразрешенными прямыми переходами — фазы 2 [198]. В области краяпоглощения обнаруживается характерный выброс фототока, связанный с наиболее интенсивными линиями поглощения водородоподобных состояний, связанных на донорном центре [53].При освещении поверхности перпендикулярной границе раздела (излучениепадает параллельно границе раздела, освещение с торца) проявляются особенности фототока связанные с поглощением света в фазе и рост фототока при268Рисунок 5.7: Спектральные характеристики фототокана структуре,() − () − 2гетероперехода при напряженияхВ: 1, 1’ — 0, 2, 2’ — 10, 3, 3’ — 20, 4 — 35, 5 — 45. Освещение структуры: A — освещение состороны широкозонной области, В — освещение с торца (‖ ).ℎ ≥ 2.14 эВ, характерный для непрямых переходов в тетрагональном дифосфиде цинка.
При энергиях фотонов ℎ ≥ 2.4 эВ проявляются прямые переходы — фазы 2 (рис. 5.7).Приложенное напряжение в запорном направлении увеличивает фототок, однако зависимости фототока от напряжения существенно отличаются для светаиз разных спектральных областей чувствительности структуры. При генерациинеравновесных носителей заряда в ОПЗ — фазы 2 светом с длиной волны650 > > 850 нм величина фототока растет пропорционально приложенномусмещению практически во всем диапазоне напряжений. При освещении гетероперехода светом с длиной волны < 650 нм ℎ = ( ) имеет сложныйхарактер, быстрый рост тока при напряжениях 10 > > 0 В, > 25 В илинейную зависимость в интервале напряжений 10 ÷ 25 В.Дифференциальный показатель наклона ( = ℎ ( )/ℎ ( ) ) является функцией напряжения, длины волны света и частоты модуляции световогопотока и составляет 0.023 · · · 0.14 В−1 .В исследованных структурах обнаружен пик фототока при энергиях фотонов 2.07 эВ (599 нм).
В спектрах фототока барьеров Шоттки на — и —фазах 2 в этой области длин волн каких - либо особенностей не обнаружено. Характерной особенностью этой полосы фототока является зависимостьее интенсивности от напряжения, значительно отличающаяся от аналогичныхзависимостей на других длинах волн. Выше указанная особенность в спектрах269фототока может быть связана с дефектами на границе раздела или с фотоэмиссией с валентной зоны узкозонного материала. Однако в последнем случаеследует предположить, что различие в работе выхода электрона для контактирующих поверхностей отличается на 0.6 эВ, что является маловероятным.5.3.2 Поляризационные характеристики фототока.Поляризационныегетеропереходовсясвойстваопределяют-кристаллографическимиособенностямиэпитаксиально-го роста модификаций другна друге и в соответствии срис.
5.2 наибольшие поляризационные изменения фототокадолжны проявляться при освеРисунок 5.8: Спектральные характеристики фототока() − () − 2 гетероперехода при напряжениях наструктуре , В: 1 — 10, 2 — 19, 3 — 25, 4 — 30. Освещениеторца.щении гетероперехода с торца.сЛинейный дихроизм − 2проявляется при измерении фо-тотока в поляризованном свете. В поляризации ⊥ в окрестности длинволн ∼ 810 нм фототок примерно в 2 раза меньше, чем в другой поляризации.При длинах волн < 710 нм фототок в поляризации ‖ становится меньше. Аналогичная ситуация обнаружена в барьерах Шоттки − − 2 .Спад фототока при длинах волн < 700 нм связан с уменьшением толщиныслоя узконного полупроводника, в котором генерируются электронно — дырочные пары из — за освещения структуры с «торца», и возрастанием ролирекомбинационных процессов в переходном слое.5.3.3 Частотные характеристики фототока.Частотные характеристики фототока определяются кинетикой неравновесных носителей заряда в и областях пространственного заряда гетероперехода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
