Контакт металл-полупроводник (КМП), обладающий как выпрямляющим, так и омическим свойством, на данный момент является одним из основных многофункциональных физических элементов полупроводниковой электроники. Бесспорно, в настоящее время довольно-таки сложно найти современные электронные устройства, в которых не применялись бы КМП приборы или в качестве дискретных полупроводниковых приборов, или же составных элементов интегральных схем.
Простыми полупроводниковыми приборами, которые были изготовлены на основе выпрямляющих КМП, т.е. диодов Шоттки (ДШ), являются: выпрямительный, детекторный и смесительный диоды; стабилитрон; импульсный, переключающий, умножительный и параметрический диоды; элементы памяти; генераторный, лавинно-пролетные диоды; фотосопротивление; фотодиод; фотоемкость; фотокатод, стимулированный полем; датчики температуры и давления; счетчик ядерных частиц; холодный катод; солнечные элементы.
Как один из наиболее распространенных электронных компонентов, диоды интенсивно изучались в течение прошлого столетия, что обусловлено как коммерческим спросом, так и потенциалом для улучшения. [1-5] Широко используемая способность диодов контролировать однонаправленное течение тока происходит из структурного соединения, позволяющего протекать току в одном направлении, но не в другом. [6-9] Их использование в регулировании напряжения и защите от скачков напряжения подтолкнуло к развитию изменения напряжения обратного пробоя, в то время как открытие светодиодов привело к открытию целого специализированного поля исследований в ответ на огромный коммерческий потенциал. На фоне этих влияний стремительный рост выпрямителей, диодов и их использование в технологии ближней связи и беспроводной передачи сигнала привело к всестороннему толчку к разработке диодов с более высокими скоростями переключения, способными работать в радиочастотном диапазоне. В 1970-х годах связанный с этим всплеск интереса к разработке меток радиочастотной идентификации (RFID) усилил спрос на гибкие электронные компоненты. Эта тенденция в сочетании с постоянным поиском менее дорогих методов массового производства неизбежно подтолкнула исследования в области диодов к области печатной электроники.
При изучении работы диодов Шоттки наиболее важными параметрами являются высота потенциального барьера (фб) и коэффициент неидеальности (n). Первое определяет возможную величину обратных токов, а также свидетельствует о свойствах контакта. Коэффициент неидеальности определяет степень отклонения ВАХ диода Шоттки от идеальной модели. Для измерения названных двух ключевых параметров используются методы вольт-амперной характеристики (ВАХ) и вольт-фарадной характеристики ВФХ.
Таким образом, цель настоящей выпускной квалификационной работы - исследование чувствительности зависимости Мотта-Шоттки от частоты приложенного напряжения.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Произвести литературный обзор по данной тематике;
2. Выполнить экспериментальные исследования зависимости Мотта- Шоттки от частоты приложенного напряжения в диапазоне температур от -150 оС до +150 оС;
3. Произвести расчет таких параметров, как потенциал плоской зоны и концентрация доноров в экспериментальном образце;
4. Проанализировать полученные результаты.
В данной работе были описаны ряд основных свойств контактов металл-полупроводник, которые образуют контакт с барьером Шоттки. Разобраны методы измерений характеристик диода Шоттки, а также их расчёт.
В результате выполнения работы было показано, что:
1. Значение потенциала прямой зоны существенно зависит от частоты приложенного напряжения
2. Концентрация носителей в полупроводнике при каждой измеренной частоте приблизительно не меняется.
3. Для точной характеризации потенциала плоской зоны необходимо проводить измерения при низких частотах, когда успевает сформироваться структура.
