Туннелирование через барьеры Шоттки Ni/$n$–GaN по локализованным состояниям дефектов

Механизм влияния глубоких центров на электронный транспорт в барьерах Шоттки на GaN рассмотрен на основе анализа особенностей вольт-амперных характеристик (ВАХ) диодов Ni/$n$–GaN. Обнаружено, что при прямом смещении ВАХ в полулогарифмическом масштабе имеют вид кривых со ступенями при смещениях, соответствующих гауссовым зонам локализованных состояний дефектов в запрещенной зоне GaN. Показано, что экспериментальные ВАХ находятся в согласии с простой физической моделью, которая учитывает утоньшение барьера Шоттки за счет объемного заряда ионизированных глубоких центров, стимулирующего концентрацию электрического поля у контакта Шоттки и туннелирование электронов прыжками между локальными центрами через приконтактный слой. При прямых смещениях это вызывает экспоненциальный рост туннельного тока электронов, термически активированных до энергии, соответствующей пику гауссовой зоны. Перезарядка состояний гауссовой зоны сопровождалась уменьшением вероятности туннелирования и возникновением токового плато на ВАХ при прямом смещении. Рост объемного заряда глубоких центров при обратных смещениях приводил к туннельным утечкам и ограничивал величину напряжения пробоя.