К вопросу об определении контактной разности потенциалов структуры
с потенциальным барьером
Ю. А. Гольдберг
, О. В. Иванова
, Т. В. Львова
,
Б. В. Царенков
Аннотация:
Рассмотрена задача корректного определения контактной
разности потенциалов
$U_{D}$ из характеристики емкость–напряжение
полупроводниковой структуры с потенциальным барьером, когда измеряемая
емкость
$C_{\text{м}}$ из-за наличия последовательного активного сопротивления
структуры
$r$ сильно отличается от истинной барьерной емкости
$C_{b}$.
В этом случае емкостное напряжение отсечки
$U^{c}_{\text{отс}}$,
определяемое из
${C_{\text{м}}{-}U}$-характеристики структуры с однородным
распределением ионизованных примесных центров в слое объемного заряда,
оказывается связанным с истинной барьерной емкостью в нуле напряжения
$C_{b0}$ сопротивлением
$r$ и частотой измерительного сигнала
$\omega$
соотношением ${U^{c}_{\text{отс}}=U_{D}(1+2r^{2}C^{2}_{b0}\omega^{2})}$.
Поэтому для определения
$U_{D}$ следует измерить семейство
$C_{\text{м}}{-}U$-характеристик при разных
$\omega$ и, получив линейную
зависимость между
$U^{c}_{\text{отс}}$ и
$\omega^{2}$, определить
$U_{D}$
экстраполяцией этой зависимости к значению
${\omega^{2}=0}$.
Экспериментально изучалась зависимость
$U^{c}_{\text{отс}}$ от
$\omega$ на примере GaP поверхностно-барьерных структур; связь между
$U^{c}_{\text{отс}}$ и
$\omega^{2}$ оказалась линейной при различных
температурах, а значения
$U_{D}$ совпали со значениями, определенными
из спектра фототока.