Обнаружено проявление эффекта Франца–Келдыша при освещении непрямым дневным светом структур Al–n+-Si:P–SiО2–(100) n-Si со сверхтонким (3.7 нм) окислом. Показано, что использование подсветки даже при малых полевых напряжениях (до 3 В) приводит к росту туннельного тока через окисел по сравнению с током в условиях темноты на три порядка. Построена модель влияния излучения на процесс туннелирования электронов через сверхтонкий изолирующий слой. Сначала в результате эффекта Франца–Келдыша происходит захват кванта излучения электроном и туннелирование данного носителя заряда через барьер на более высоком, по сравнению с темнотой, уровне. После попадания носителя заряда в полупроводник его энергии хватает для нескольких актов рождения пар электрон–дырка в ходе ударной ионизации кремния.
Пленки оксида гафния (HfO2) синтезированы на кремниевые подложки методом магнетронного распыления при различных технологических режимах. Представлены результаты исследований структурного состава пленок HfO2 и электрофизических свойств гетероструктур металл–диэлектрик–полупроводник (Ni–HfO2–Si) на их основе.
Разработан алгоритм определения из экспериментальных полевых зависимостей высокочастотного импеданса кремниевых структур со сверхтонким (менее 5 нм) слоем SiО2 емкости изолирующего промежутка и концентрации легирующей примеси непосредственно у границы раздела Si–SiО2. Получены соотношения, позволяющие оценить предельные погрешности развитого подхода. Предложенный метод применен к экспериментальным характеристикам структуры металл–окисел–полупроводник с толщиной SiО2 4.2 нм. Показано, что разработанный алгоритм имеет достаточно высокие точность и доступность для использования при обработке данных высокочастотных измерений.
На базе феноменологической модели высокочастотного импеданса проанализированы форма полевых характеристик и значения емкостей и проводимостей, измеренных в опытах на структуре металл–диэлектрик–полупроводник с трехслойным изолирующим слоем из двух разных сегнетоэлектриков и окисла кремния. Показано, что типичная для структур с изолятором из сегнетоэлектриков или диэлектриков форма графиков характеристик импеданса с двумя плато в области отрицательных и положительных полевых напряжений не свидетельствует о диэлектрическом качестве изолирующего промежутка. Отмечено, что наличие двух плато на экспериментальных графиках высокочастотных вольт-фарадной характеристики и полевой зависимости проводимости данных структур не является доказательством реализации режимов глубокого обеднения и сильного обогащения в полупроводнике. Указано, что аномально большие, по сравнению с вычисленной на основе геометрической емкости изолирующего слоя, значения измеряемых составляющих импеданса могут быть связаны с высокой, близкой к металлической, проводимостью пленки окисла.
Индексирование
Scopus
Crossref
Высшая аттестационная комиссия
При Министерстве образования и науки Российской Федерации