Nghiên cứu trạng thái khuyết tật N-GaAs bằng phương pháp phổ truyền qua

Bài viết Nghiên cứu trạng thái khuyết tật N-GaAs bằng phương pháp phổ truyền qua tập trung vào việc xây dựng hệ thống quang phổ quá độ mức sâu (DLTS), một phương pháp hiệu quả và mạnh mẽ được sử dụng để quan sát các tạp chất ở mức độ sâu trong GaAs.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu trạng thái khuyết tật N-GaAs bằng phương pháp phổ truyền qua KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI KHUYẾT TẬT N -GAAS BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ TRUYỂN QUA Nguyễn Thị Minh Ngọc, Phạm Đồng Bằng* ABSTRACT The study of defect states is necessary to find the source of defects and their influence on the characteristics of semiconductor devices. There are several methods used to investigate defects including microscopy, theoretical calculations, and deep-level transmission spectroscopy. Among them, deep-level transmission spectroscopy is one of the most effective methods used to find the source of defects. In this work, we investigated the defects in n-GaAs using capacitance-voltage (C-V) and deep level transient spectroscopy (DLTS). An electron trap with an activation energy of 0.57 eV is found. This defect is thought to be caused by the EL3 defect which is an as vacancy. Keywords: Defects, deep level transmission spectroscopy (DLTS), n-GaAs. Received: 05/03/2023; Accepted: 25/04/2023; Published: 28/05/2023 1. Đặt vấn đề thạch anh. Do hoạt động phức tạp của chúng, các Các vật liệu bán dẫn, thiết bị điện tử và mạch khuyết tật phải được phát hiện và nghiên cứu bằng tích hợp khi được sản xuất, chúng không thể hoạt nhiều kỹ thuật khác nhau, nhằm cung cấp thêm động như mong đợi. Nguyên nhân chính là do sự thông tin và đưa ra hướng giảm mật độ khuyết tật tồn tại của các khuyết tật trong vật liệu khối bán trong GaAs. dẫn, trong giao diện của các lớp trong thiết bị, gây Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung vào ra hư hỏng hoặc giảm hiệu suất của thiết bị. Vì lý việc xây dựng hệ thống quang phổ quá độ mức sâu do này, việc xác định và xác định đặc điểm của các (DLTS), một phương pháp hiệu quả và mạnh mẽ khuyết tật trong chất bán dẫn, cũng như hiểu biết được sử dụng để quan sát các tạp chất ở mức độ về vận chuyển hạt tải điện là lĩnh vực nghiên cứu sâu trong GaAs. tích cực. Điều này đặc biệt đúng trong trường hợp 2. Nội dung nghiên cứu của GaAs, là chất bán dẫn nổi tiếng được sử dụng 2.1. Thí nghiệm trong sản xuất các thiết bị như pin mặt trời, mạch Dùng diode n-GaAs (2 inch, điện trở suất tích hợp vi sóng, điốt phát quang và cửa sổ quang 0,00017 Ωcm) làm đế. Đối với phép đo DLTS, học. Với sự cải tiến trong các lớp mỏng ngày càng tiếp điểm Schottky cần được hình thành. Lớp Au tăng, tầm quan trọng của vật liệu này đã trở nên có độ dày 70 nm cho diode Schottky được lắng rõ rệt hơn. Khi nhu cầu về vật liệu hoàn hảo, việc đọng trên tấm wafer GaAs bằng cách bay hơi nhiệt hiểu được những điểm không hoàn hảo này là cần với mặt nạ bóng. Sơ đồ của diode GaAs Schottky thiết hơn bao giờ hết. Một số phương pháp được được thể hiện trong Hình 2.1. sử dụng để kiểm tra các khuyết tật bản địa trong Hệ thống DLTS bao gồm một bộ điều nhiệt với GaAs cung cấp cho chúng ta một cái nhìn tổng nhiệt độ được điều khiển bởi bộ điều khiển nhiệt quan về các khuyết tật nội tại được hình thành độ, một máy đo điện dung HP 4280A, một máy trong số lượng lớn GaAs: chỗ trống As và Ga phát xung và PC với labview. Chế độ bên trong (VAs, VGa), xen kẽ (Asi, Gai) và phản ứng trùng được sử dụng để đo điện áp điện dung và quá độ (AsGa, GaAs). Những khiếm khuyết này tuy đơn điện dung phụ thuộc thời gian với 64 điểm và thời giản nhưng lại thể hiện rất nhiều hành vi với các gian lấy mẫu là 50 ms. Nhiệt độ đo được thay đổi mức độ cục bộ khác nhau trong khoảng cấm. Mặt liên tục từ 160K đến 325K bằng cách sử dụng thiết khác, ngay cả khi vật liệu được trồng cố ý không bị đông lạnh chu trình kín. pha tạp chất, các tạp chất vệ tinh như C và Si vẫn có mặt do nhiễm bẩn từ các vật chứa than chì và *ThS.Trường Đại học Hàng hải Việt Nam TẠP CHÍ KHOA HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ - SỐ 25 QUÝ II/2023 67 Quá trình 1 ở hiệu điện thế 0V, các electron bị bắt vào các tầng sâu. Điện dung tăng KHOA HỌC CÔNG NGHỆ do sự sụp đổ của lớp nghèo. Khi áp dụng VR phân cực ngược cho mẫu và nó giảm trong một Hình 2.2. Cơ chế của quá trình phát xạ ngắn về không. Các điện tử sẽ dịch chuyển vào vùng suy giảm và các điện tử ở tầng sâu bắt Hình 2.1. Sơ đồ của diode Schottkytrình 1 ở hiệu điện thếQuá trình electron điện thế 0V, cáctầng sâu. bị Quá n-GaAs 0V, các 1 ở hiệu bị bắt vào các electron Điện dung t bắt vào các tầng sâu. Điện dung tăng mạnh là do xạ bằng cách phát xạ nhiệt. Điện dung giữa của lớp nghèo. Khi áp tiếp điểm Schottky giống nh sự sụp đổ hai điện cực của các dụng V phân cực do sự sụp đổ của lớp nghèo. Khi áp dụng VR phân cực ngược cho mẫu và nó giảm trong m R ngược cho mẫu và nó giảm trong một thời gian bản song song: C = εAđiện tử sẽεdịch chuyểnđiện vùngcủatửgiảm và cácdẫn và W tầng sâu ngắn về không. Các /W. Với ngắn về không. Các điện vật liệu bán điệnvào ở là chiều là hằng số vào môi suy sẽ dịch chuyển tử vùng suy giảm và các điện tử ở tầng sâu bắt đầ ...