Читальный зал -->  Солнечные элементы 

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

Рис. 2.43. Теоретическая зависимость удельного контактного сопротивления РсО от концентрации легирующей примеси при различной высоте барьера f?*! и температуре 300 К;

а - для я-Si с ориентацией поверхности (111) (сплошные линии) и p-Si (штриховые линии) [Chang е. а., 1971]; о экспериментальные данные для барьеров А1 - и-Si и Мо - n-Si (qФ, = 0,6 эВ); ▼ - для барьера PtSi - -Si (<?<J = 0,85 эВ); б - для n-GaAs (сплошные линии) и p-GaAs (штриховые линии) [Chang е. а., 1971]

Eoo=(qii/2)(JVl(m*es)yi;

(2.84)

т* - эффективная масса туннелирующих носителей [Barber, ),967]; Л - концентрация легирующей примеси соответствующего вида (равна Nj) или Л) . Следовательно, ро уменьшается экспоненциально с ростом (N/m*y/, а т* позволяет учесть взаимосвязь туннельного тока с кристаллографической ориентацией. Зависимости ро от концентрации легирующей примеси и высоты барьера при температуре 300 К для п-и p-Si иллюстрирует рис. 2.43,а, а для л- и p-GaAs - рис. 2.43,6. Температурные зависимости Рсо изображены на рис. 2.44. Представленные результаты показывают, что приЛ< 10 см Рсо очень слабо зависит отЛ. При > 10 см перенос носителей заряда почти полностью обусловлен их туннелированием и Рсо уже не зависит от температуры, а в некоторых случаях имеет даже положительный температурный коэффициент. При высоких уровнях легирования (Л > 10 см ) влияние высоты барьера становится менее существенным и все кривые стремятся к одной точке.

При проведении аналогичного анализа другие авторы [Pellegrini, Salardi, 1975] использовали несколько иное обобщенное выражение для описания

Следует отметить, что 8 отрицательна в том случае, когда уровень Ферми Ер расположен внутри зоны проводимости.

Рис. 2.44. Температурные зависимости уделыюго контактного сопротивления Рсо для образцов я-Si с ориентацией (111) при высоте энергетического барьера 0,85 (сплошные линии) и 0,40 эВ (штриховые линии) и различных концентрациях легирующей примеси:

; - Ю см 2 - Ю* см; 3 - Ю cм 4 - Ю* см 5 -

10 см-*-

6 - lO см *: 7 -

10 см *; значками (о-10 см

10 см-*-Ю* см *)

- 10 см *-

, отмечены экспериментальные данные для барьера PtSi -и-Si при различных концентрациях легирующих примесей в кремниевых подложках [Chang е. а., 1971]

50 100

Ш Г, К

процесса протекания тока через барьер и не учитывали эффект Шоттки. Полученные зависимости ро от Т и Л качественно совпадают с рассмотренными выше.

С учетом того обстоятельства, что сильно легированный слой обычно имеет небольшую толщину, бьш вьшолнен расчет для квазиомических контактов со структурой металл-полупроводник л*-типа [Popovic, 1978]. Для трех различных случаев установлено следующее: 1) при очень малой толщине и*-слоя часть обедненной области расположена в базе л-типа и Рсо характеризует эквивалентный контакт со структурой металл-полупроводник л-типа; 2) при толщине л*-слоя д: +, значительно превосходящей толщину обедненного поверхностного слоя W, ро является по существу удельньюл сопротивлением контакта металл-полупроводник л*-типа; 3) для промежуточного случая, когда х + > W, носители заряда пересекают п*-слой, не рассеиваясь, и только те из них, чья энергия вьппе той, которая отвечает краю зоны проводимости в базе л-типа, могут участвовать в туннелировании. Поэтому существует зависимость Рсо от концентрации легирующей примеси Лд в базовой области, имеющая вид

Рсо- Pcoo(Nc/Np f,

(2.85)

где m < 1. При высоких значениях Np + или при низких температурах m 1.

Очевидно, что энергетические состояния внутри барьера, связанные с дефектами, при благоприятных условиях могут привести к возрастанию вероятности туннелирования носителей и уменьшению Рсо- Такие дефекты создают путем механического или электрического повреждения структуры (разряд конденсатора через контакт), а в более современных приборах - в результате повреждения частицами пучка при ионной имплантации. Однако они могут играть и отрицательную роль, 112

компенсируя высокую концентрацию легирующей примеси на поверхности полупроводника, причем этот эффект наиболее значителен в широкозонных полупроводниках.

Кроме того, в процессе последующей термообработки эти дефекты могут оказывать геттерирующее действие на расположенные рядом с ними примеси [Eltoukhy, Greene, 1979] и тем самым также уменьшать эффективность легирования. И, наконец, наличие дефектов приводит к заметному увеличению скорости диффузии атомов, в результате чего кривая распределения концентрации легирующей примеси может расшириться, а максимальное значение концентрации - уменьшиться. Таким образом, при оценке эффективности какого-либо метода введения дефектов необходимо знать их оптимальную концентрацию.

Можно теоретически рассчитать Рс в том случае, когда известны эффективные значения Ф N(x), и т*. Однако на практике на Рс могут оказывать существенное влияние слои на границе раздела (например, естественные оксиды), повреждения поверхности, инжекция неосновных носителей заряда и глубокие примесные уровни. Сложность учета этих факторов затрудняет сопоставление теоретических и экспериментальных данных, и позтому основная часть исследований омических контактов направлена главным образом на изучение технологических методов, которые позволяют получить контакты с малым полным сопротивлением [Rideout, 1975].

Подводя итог, можно сформулировать несколько основных требований, выполнение которых обеспечивает получение на практике квазиомических контактов:

1) наличие сильно легированного поверхностного слоя, способствующего туннелированию носителей заряда;

2) благоприятное сочетание значений Фгп и Xs> которое позволяет уменьшить или даже устранить снижение барьера Ф;

3) наличие в области туннельного барьера энергетических состояний, обусловленных дефектами, создаваемыми посредством механического или электрического повреждения поверхности или ионной имплантации.

С помощью различных теорий можно объяснить получение широкого диапазона значений Рс, приведенных в табл. 2.2.

Квазиомические контакты разделяются на две группы в зависимости от физического механизма, обеспечивающего их омические характеристики: с малой высотой потенциального барьера и (более широкая группа) с туннельным механизмом протекания тока. Туннельные контакты в свою очередь подразделяются на два класса: пассивные на основе металлического слоя, образующего омический контакт с предварительно созданными областями проводимости п*- илир*-типов, и активные, у которых металл (или один из компонентов сплава) после нанесения на поверхность полупроводника диффундирует в глубь него или сплавляется с полупроводниковым материалом, образуя области п*- или р*-типов.

Для нанесения слоя металла обычно осуществляют вакуумное испарение, ионное распьшение, электрохимическое или химическое осаждения; кроме того, применяют заранее подобранные по размеру тонкие металлические пластины. Каждый метод обладает определенными достоинствами.

8 - Зак. 609 113

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

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.