Главная Промышленная автоматика.

log n


Рис. 1.10. Схема профиля легировании энигаксиального я-слоя на полуизолирующей или р-типа подложке-Х(0) - ширина обедненного слоя барьера Шотки при нулевом смещении; а - истинная толщина эпитаксиального слоя; а ~ кажущаяся толщина, определенная С-6-мегодом; Ху ~ ширина обедненно! о слоя в эпитаксиальном слое, образованного на хранице подложка - лштаксиаль-ный слон

Х(01

НИЯ, используемые для получения зависимости п (х) из данных, найденных методом [128]. Расстояние по толщине между а ж а зависит от уровня легирования эпитаксиального слоя и свойств подложки и минимально для собственно подложки. В эгом случае величину Х„ (обедненныйслой на п-стороне подложки эпитаксиального перехода) можно записать как [129]

=z,„/V6o,6L,j, (1.13)

а величина 5 1,5L „, где Z, „ - длина Дебая:

(1.14)

Для типитоого уровня легирования, равного 1-10 см~ , значение -д 0,019 мкм и расстояние а - а 0,04 мкм. Данный метод не может дагь информацию о концентрации на расстоянии от поверхности менее ширины области пространственного заряда при нулевом смещении (0) .

(1.15)

где - высота барьера Шотки: N.~~ эффективная плотность состояний в зоне проводимости (для GaAs Л, 4,5 • 10 см" при ЗООК). Для Л> = = Юсм" и Уд = 0,8 В

Х„(0) = 5,431д = 0,1 мкм.

Рис. 1.11. Расче-1ныи профиль концентрации примеси для различных значении Мр/Мд при .Vp =10 см- , =0,8 В, юл-щине snHTaKCHaJibHoro слоя а =0,3 мкм




Рис. 11? Профили подвижности носителей заряда d эпигаксиальных слоях с буферным слоем (верхняя кривая) и без него (нижняя кривая) [131]


Глубина /fM

Невозможность измерить С-б-мето- ? дом "действительную" толщину эпитаксиального слоя а не является серьезной проблемой, так как слой полностью смыкае1ся при х>а. Величина а для данных а п уменьшается, если за эпитаксиальным слоем присутствует р-конвертированный слой. Зависимость п (х), полученная для различных концентраций подложки р-типа [128, 129], иллюстрируется рис. 1.11. Когда/У увеличивается при фиксированном Mj), начало спада зависимости п(х} ближе к поверхности, а минимум п (х) сдвигается в глубь эпитаксиального слоя. Наличие такой Июб-разной кривой показывает существование р-слоя.

Иногда бывает важно определить изменение подвижности на глубине активного слоя. Информация может быть получена методом, предложенным в работе [130], в сочетании с травлением слоя. На рис. 1.12 показаны результаты для эпитаксиального слоя, выращенного непосредственно на подложке в буферном слое [131]. Резкое снижение подвижности вблизи храницы раздела активный слой - подложка для образца без буферного слоя показыва-ei влияние диффузии акцепторов в эпитаксиальный слой, приводящей к уве-шчению рассеяния ионизированных примесей. В работе [132] взамен химического травления предложен электрический метод. Для этого к барьеру Шотки прикладываегся напряжение методом, предложенным в работе [130], и измеряется подвижность подобеднениым слоем. В работе [133] описана структура с "длинным затвором", которая позволяет определить профиль дрейфовой подвижности путем измерения зависимости емкости затвора и крутизны о! напряжения на затворе. Jm результаты также свидетельствую! оо увеличении комиенсаиии ъошш гранишл раздела. Методы измерения подвижности, основанные на испо.шзоиании смещенного барьера Шотки, 1акже даю1 информацию о слое л <и.

! 4 : )ФФ1 К"! влияния !!0Т( НЦИАЛЛ НА ПОДЛОЖК1

Иод ффекто\: влинпня нотенциа (а на но/щожке понимают измепение 1розо;1,имо(.т канала из-за изменении umpmihs шрядного слоя на 1ранице буферной) и лкmuiuяL слоев яслол;стви И)г.!енепия потенциала между ггодлож-к01! и акиВ"ым 1.Л1еч эффск! замешо нроявляехся, ко1дз но.тложка

смещена iрнцаТсльно по отношению \ активному слою. Наиболее часто >ii рав.1енис с нодчожки iiatjiroaai гея в 1Юдчожка>, сильно лоированных хро

мом Явке п.е

lerb рчс. 1.13, на котором показ.!-

tibi JHcpi"Ичъкие sniu. фиксир1)ваи1ын л.:ряд н распределение элсктричес-•сою .т.ы в и:1)По:к sr i\и ю пц-«си .чи ) As, .nei ированный хр-.мом,



Подложка Эпитаксиаоь-ный спой

z-sh----

Рис, 1.13. Схематическое представление зонной диаграммы, плотности заряда и распределения поля в переходе полуизо-лятор - «-слой. Заряженный диполь является результатом изгиба зон в подложке, вызванното глубокими донориыми и акцепторными примесными уровнями

н*-слой. в нейтральном полуизолирующем материале уровень Ферми лежит очень близко к глубоким донор-ным или акцепторным (Сг) уровням, так что оба уровня частично ионизированы и частично нейтральны [55]. Изгиб зон на границе раздела приводит к тому, что глубокие акцепторы становятся более ионизированными, а глубокие доноры - более нейтральными. Это эквивалентно встроенному отрицательному заряду на стороне подложки, который нейтрализуется в «*-слое, т. е. существует дипольный фиксированный заряд, как в случае обычного р-п-перехода. Разница в энергиях j(0) между краем зоны проводимости и уровнем Ферми на границе раздела может быть использована для расчета эффективной концентрации7V* в переходе "подложка - эпитаксиальный слой" [129]. Концентрация - концентрация акцепторов в р-подложке, которая вызывала бы такой изгиб зон в -эпитаксиальном слое, если бы подложка была полуизолирующей (рис. 1.14), Если значение j (0) известно, то согласно формуле для асимметричного р-п-перехода можно определить N*:


j(0) +1п [In <i +

(1,16)

Переход "полуизолятор - «"""-слой" можно формально рассматривать как р-п-переход с концентрацией на р-стороне. Зависимость от напряжения ширины обедненного слоя на п-стороне можно записать в виде [129]

1+х 1 кТ

(1-х) \+~----(

* кТ 1+х if

)(т:1-),

(1,17)

где 1д - длина Дебая; U - полное падение напряжения на переходе; х = = N0lN*, f" - диффузные потенциалы, показанные на рис, 1,14. Кро-

ме того.

кТ AVyV* ЦР" = - In (

(1,18)

На рис. 1,15 приведена экспериментальная зависимость /1X„{U) для конкретной комбинации подложка - эпитаксиальный слой. Сплошная кривая - график уравнения (1.17) в предположении, что внешнее напряжение падает на границе раздела. Хорошее совпадение зависимостей показывает.





0 1 2 3 4 5 6 7 8 [9] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165

0.0036