Вышедшие номера
Home » Физика и техника полупроводников » Год 2023, выпуск 3 » Статья стр. 169
<<<>>>
Микроволновая вольт-импедансная спектроскопия полупроводниковой структуры
DOI: 10.21883/FTP.2023.03.55629.4532
Переводная версия: 10.21883/SC.2023.03.56232.4532
Резник А.Н. 1, Востоков Н.В.1
1Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
Email: reznik@ipmras.ru, vostokov@ipm.sci-nnov.ru
Поступила в редакцию: 16 января 2023 г.
В окончательной редакции: 2 марта 2023 г.
Принята к печати: 25 апреля 2023 г.
Выставление онлайн: 23 мая 2023 г.
PDF версия
Методом микроволновой вольт-импедансной спектроскопии исследована полупроводниковая структура в виде легированной пленки n-GaAs, выращенная на проводящей подложке n^+-GaAs с буферным подслоем. На поверхности структуры сформирована система концентрических барьерных контактов. Разработана методика измерения спектра комплексного импеданса образца Z(f,U) как функции постоянного напряжения смещения U. Спектры Z(f,U) измерены при помощи зондовой станции Cascade Microtech в диапазоне 0.01-40 ГГц с латеральным разрешением 15-30 мкм при U=0-10 В. По спектрам определены основные электрофизические характеристики полупроводниковой пленки - тип, концентрация и подвижность свободных носителей заряда, удельная электропроводность. В диапазоне f=0.1-20 ГГц обнаружено избыточное сопротивление. Данный эффект интерпретирован как сопротивление перезарядки глубоких состояний (ловушек) двух типов - низкочастотных l и высокочастотных h с характерным временем tau_l=10-9 с, tau_h=4.2·10-11 с. Предложено модельное описание, объясняющее характерную форму спектра сопротивления ловушек, его зависимость от площади контакта и напряжения U. Ключевые слова: микроволновый диапазон, ближнее поле, импеданс, полупроводник, барьерный контакт, глубокие состояния, электрофизические характеристики.
  1. S.M. Anlage, V.V. Talanov, A.R. Schwartz. Principles of Near-Field Microwave microscopy", in Scanning Probe Microscopy: Electrical and Electromechanical Phenomena at the Nanoscale, ed. by S.Kalinin and A. Gruverman (Springer Verlag, Berlin, 2007) р. 215
  2. K. Lai, W. Kundhikanjana, M.A. Kelly, Z.-X. Shen. Appl. Nanosci., 1, 13 (2011)
  3. A. Imtiaz, T.M. Wallis, P. Kabos. IEEE Micrwave Mag., 15, 52 (2014)
  4. S. Berweger, T.M. Wallis, P. Kabos. IEEE Micrwave Mag., 21, 36 (2020)
  5. A.N. Reznik, E.V. Demidov. J. Appl. Phys., 113, 094501 (2013)
  6. A.N. Reznik, S.A. Korolyov. J. Appl. Phys., 119, 094504 (2016)
  7. O. Amster, F. Stanke, S. Friedman, Y. Yang, St.J. Dixon-Warren, B. Drevniok. Microelectron. Reliab., 76--77, 214 (2017)
  8. S. Hommel, N. Killat, A. Altes, T. Schweinboeck, F. Kreupl. Microelectron. Reliab., 76--77, 221 (2017)
  9. S. Berweger, G.A. MacDonald, M. Yang, K.J. Coakley, J.J. Berry, K. Zhu, F.W. DelRio, T.M. Wallis, P. Kabos. Nano Lett., 17, 1796 (2017)
  10. A.N. Reznik, S.A. Korolyov, M.N. Drozdov. J. Appl. Phys., 121, 164503 (2017)
  11. A. Buchter, J. Hoffman, A. Delvallee, E. Brinciotti, D. Hapiuk, C. Licitra, K. Louarn, A. Arnoult, G. Almuneau, F. Piquemal, M. Zeier, F. Kienberger. Rev. Sci. Instrum., 89, 023704 (2018)
  12. S.A. Korolyov, A.N. Reznik. Rev. Sci. Instrum., 89, 023706 (2018)
  13. X. Guo, K. Bertling, A.D. Rakic. Appl. Phys. Lett., 118, 041103 (2021)
  14. X. Guo, X. He, Z. Degnan, B.C. Donose, K. Bertling, A. Fedorov, A.D. Rakic, P. Jacobson. Appl. Phys. Lett., 119, 091101 (2021)
  15. В.Л. Бонч-Бруевич, С.Г. Калашников. Физика полупроводников (М., Наука, 1977). [V.L. Bonch-Bruevich, S.G. Kalashnikov. Physics of Semiconductors (VEB, Berlin, 1982)]
  16. A.N. Reznik, N.V. Vostokov, N.K. Vdovicheva, S.A. Korolyov, V.I. Shashkin. J. Appl. Phys., 122, 244505 (2017)
  17. А.Н. Резник, Н.В. Востоков, Н.К. Вдовичева, В.И. Шашкин. ЖТФ, 90 (11), 1944 (2020). [A.N. Reznik, N.V. Vostokov, N.K. Vdovicheva, V.I. Shashkin. Techn. Phys., 64 (11), 1859 (2020)]
  18. А.Н. Резник, Н.К. Вдовичева. ЖТФ, 89 (11), 1813 (2019). [A.N. Reznik, N.K. Vdovicheva. Techn. Phys., 64 (11), 1722 (2019)]
  19. А.Н. Резник, Н.В. Востоков. ЖТФ, 92 (3), 492 (2022). [A.N. Reznik, N.V. Vostokov. Techn. Phys., 92 (3), 408 (2022)]
  20. S.M. Sze, K.K. Ng. Physics of Semiconductor Devices (John Wiley \& Sons, Inc., 2007)
  21. L.E. Dickens. IEEE Trans. Microwave Theory Techn., 15, 101 (1967)
  22. J.H. Lee, S. Huyn, K. Char. Rev. Sci. Instrum., 72, 1425 (2001)
  23. M. Golosovsky, E. Maniv, D. Davidov, A. Frenkel. IEEE Trans. Instrum. Measur., 51, 1090 (2001)
  24. S. Hoshina, Y. Kanai, M. Miyakawa. IEEE Trans. Magn., 37, 3311 (2001)
  25. D.D. Hagl, D. Popovic, S.C. Hagness, J.H. Booske, M. Okonevwski. IEEE Trans. Microwave Theory Techn., 51, 1194 (2003)
  26. М.А. Галин, А.Н. Резник. РЭ, 54 (3), 275 (2009). [M.A. Galin, A.N. Reznik. J. Commun. Technol. Electron., 54 (3), 259 (2009)]
  27. W.G. Oldham, S.S. Naik. Solid-State Electron., 15, 1085 (1972)
  28. M. Beguwala, C.R. Crwell. Solid-State Electron., 17, 203 (1974)
  29. G. Vincent, D. Bois, P. Pinard. J. Appl. Phys., 46, 5173 (1975)
  30. J.L. Pautrat, B. Katirciogly, N. Magnea, D. Bensahel, J.C. Pfister, L. Revoil. Solid-State Electron., 23, 1159 (1980).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme