兰州交通大学电子与信息工程学院, 甘肃 兰州 730070
势垒高度 Φ 和理想因子 n 是混合肖特基/PIN (MPS) 二极管正向输运下的重要参数, 而软度因 子是 MPS 反向恢复能力的衡量指标之一。对 6H-SiC 基 MPS 二极管进行结构模拟仿真, 验证了双势垒的存在, 并研究了温度对正反向特性的影响。结果 表明: 正向偏压下, 温度升高, 势垒高度 1 下降, 势垒高度 2 增大, n1 和 n2 均随温度升高而下降。势垒 1 区域存在多重复合输运机制, 势垒 2 区域主要以热电子发射 输运为主。反向偏压下, 反向恢复峰值电压、峰值电流均随温度的升高而增大, 但软度因子逐渐趋近于 1。
光电子学 势垒高度 理想因子 软度因子 缺陷 optoelectronics 6H-SiC MPS 6H-SiC MPS barrier height ideal factor softness factor defect
1 厦门大学嘉庚学院, 福建 漳州 363105
2 厦门大学 物理科学与技术学院, 福建 厦门 361005
Ge材料由于在近红外波段具有较大的吸收系数、高的载流子迁移率、以及与Si工艺相兼容等优势而被视为制备近红外光电探测器最理想的材料之一。针对Ge光电探测器制备过程中面临的挑战, 文中综述了近年来笔者所在的课题组在Ge探测器材料、器件及工艺方面的研究进展。首先介绍了Si基Ge材料的制备工艺, 利用低温缓冲层生长技术、Ge/Si键合技术、Ge浓缩技术等分别制备得到高晶体质量的Si基Ge材料。研究了Ge材料n型掺杂工艺, 利用离子注入结合两步退火处理(低温预退火和激光退火)以及利用固态磷旋涂工艺等分别实现Ge材料n型高掺浅结制备。最后探究了金属/Ge接触势垒高度的调制方法, 结合金属中间层和透明导电电极ITO制备得到性能良好的Ge肖特基光电探测器。
Ge光电探测器 Si基Ge材料 n型掺杂 肖特基势垒高度 Ge photodetectors Si-based Ge materials n-type doping Schottky barrier height 红外与激光工程
2020, 49(1): 0103004
苏州大学 电子信息学院, 江苏 苏州 215006
设计并制备了基于石墨烯/n型硅肖特基结的光电探测器，并从能带角度研究和分析了其I-V及C-V特性.结果表明，石墨烯/氮化硅/硅（金属-绝缘层-半导体）电容器对器件的I-V及C-V特性有较大影响.在808 nm近红外光的照射下，器件反向电流和正向电流大小接近，归因于氮化硅/硅界面堆积的光生空穴向石墨烯/硅肖特基结的扩散，器件光响应度为0.26 A/W.基于热发射模型从I-V暗电流曲线提取的肖特基势垒高度及理想因子分别为0.859 eV和2.3.利用肖特基二极管耗尽层电容公式从C-2-V曲线提取的势垒高度随着频率的增加而增加并趋于稳定在0.82 eV.由于界面态的影响，石墨烯/硅肖特基结耗尽层宽度随频率增加而增加，而硅施主原子的掺杂浓度及器件电容则随频率增加而减小.
石墨烯 光电探测器 能带分析 MIS电容器 肖特基势垒高度 界面态 Graphene Photodetector Energy band analysis MIS capacitor Schottky barrier height Surface states 光子学报
2019, 48(12): 1248004
1 天津大学 电信学院，天津300072
2 天津职业技术师范大学 电子学院，天津300222
采用射频磁控溅射法在n-Si(100)衬底上沉积Si1-xGex薄膜，俄歇电子谱(AES)测定Si1-xGex薄膜的Ge含量约为17%。对薄膜进行高温磷扩散掺杂，制得n-poly-Si0.83Ge0.17。在n-poly-Si0.83Ge0.17薄膜上溅射一层Co膜，制成Co/n-poly-Si0.83Ge0.17/n-Si肖特基结样品。在300～600 ℃范围内，对样品做快热退火。对不同退火温度下的样品做I-V-T测试。研究发现，测试温度升高，不同退火温度样品的肖特基势垒高度(SBH)的差别变小，500 ℃退火的样品，表观SBH最小。总体上，SBH随测试温度的升高而变大，理想因子的变化趋势则与之相反。基于SBH的不均匀分布建模，对实验结果给出了较为合理的解释。
变温I-V测试 肖特基结 快热退火 理想因子 肖特基势垒高度的不均匀性 variable temperature I-V testing Schottky junction rapid thermal annealing ideality factor inhomogeneity of Schottky barrier height
1 天津大学 电信学院， 天津300072
2 天津职业技术师范大学 电子工程学院， 天津300222
用离子束溅射技术分别在SiO2和单晶Si衬底上沉积了Si1-xGex和Co薄膜。在不同温度下，对Co/Si1-xGex肖特基结进行快速热退火处理(RTA)，对处理后的样品进行了表面形貌和电学测量。发现退火温度升高，样品表面粗糙度变大，理想因子也变大，但对肖特基势垒高度(SBH)的影响很小。分析认为，随着退火温度的升高，金属/半导体界面缺陷态密度的增加是造成理想因子变大的主要原因。界面态对费米能级的“钉扎”以及固相反应生成锗硅化钴与Co的功函数大致相同，是SBH基本不随温度变化的主要因素。
快热退火 肖特基结 肖特基势垒高度 电学特性 rapid thermal annealing Shottky junction Shottky barrier height electrical characteristics
中国科学院半导体研究所 集成光电子国家重点实验室，北京 100083
通过测量1.55 μm量子阱共振腔增强型光电探测器的光电流随反向电压和光功率的变化关系，以及模拟能带结构、电场分布等特性，研究了量子阱共振腔增强型光电探测器的高功率特性.分析了光电流的产生机制，测量了1.064 μm量子阱共振腔增强型光电探测器的光电响应，模拟了具有不同势垒高度的量子阱共振腔增强型光电探测器的光电响应.从实验和模拟两方面证明了量子阱的势垒高度是影响量子阱共振腔增强型光电探测器高功率特性的最主要因素.
共振腔增强型光电探测器 高功率 复合 势垒高度 Resonant-cavity-enhanced photodetector High-power Recombination Barrier height
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激发态物理重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100039
为了使垂直腔面发射激光器(VCSEL)实现大功率、高效率的激光输出,对p型分布布喇格反射镜(DBR)形成的同型异质结在界面处存在大势垒导致的高串联电阻和严重发热现象进行了研究。为降低串联电阻,实现VCSEL在室温下的大功率连续发射,分析了p型DBR异质结的势垒结构,对突变异质结的串联电阻进行了计算分析,提出降低势垒高度以及增加扩散浓度是减小串联电阻的主要途径,而漏斗状的掺杂能有效降低体电阻;通过对梯度渐变异质结的分析得出缓变结能有效降低势垒高度;而用Matlab对能带图的数值分析表明,Al0.1Ga0.9As/AlAs接触层中Al组分采取双曲线形式的渐变也能有效降低势垒高度,即降低串联电阻;此外,对于渐变区缓变结的比较表明,采用20~25 nm的渐变区宽度即可以得到比较低的势垒高度,同时也不会对DBR的反射率有太大的影响,是较合适的选择。
垂直腔面发射激光器 p型分布布喇格反射镜 渐变异质结 势垒高度 串联电阻 泊松方程 Vertical Cavity Surface Emitting Laser(VCSEL) p-Distribution Brrag Reflector(p-DBR) gradient heterojunction serial resistance Poisson equation
1 中南大学物理科学与技术学院,长沙,410083
2 材料科学与工程学院,长沙,410083
3 湖南大学应用物理系,长沙,410082
本文建立了双层有机电致发光器件中载流子在有机/有机界面复合的无序跳跃理论模型.计算表明:①内界面处电子和空穴的有效势垒高义决定OLEDs中的电子和空穴密度的分布,而电子与空穴密度又决定了电场强度的大小;且复合效率随着有效势垒高度的增加而增加;②当电压较低时,复合效率随载流子有效跳跃距离的增加而增加;当电压较高时,复合效率随载流子的有效跳跃距离的增加而减少;③当界面场强差较小时,有机层界面场强突变增大,复合效率增大,当界面场强差达临界值时,复合效率反而随着界面场强差的增大而减小.该理论模型可较好地解释相关的实验现象.
有机/有机界面 复合效率 有效势垒高度 无序跳跃模型 Organic/organic interface Recombination efficiency Effective barrier heigth Disordered hopping model
1 厦门大学物理系,福建,厦门,361005
2 厦门大学萨本栋微机电中心,福建,厦门,361005
采用磁控溅射的方法在4H-SiC样品上分别沉积四种金属薄膜(Ag,Cu,Ni,Cr)形成Schottky接触,研究了不同温度退火对Schottky势垒高度的影响.通过对样品的I-V测试结果的拟合,得到各金属/4H-SiC Schottky接触的势垒高度以及理想因子.在反向偏压100V下,样品的反向漏电流小于10-10A,说明样品的反向特性良好.样品经过不同温度的退火后,发现Cu、Ni与4H-SiC的势垒高度(SBH)随退火温度的升高而提高,超过某一温度,其整流特性变差;Ag、Cr的SBH在退火后降低.SBH与金属功函数呈线性关系(Cr金属除外),斜率为0.11.
光电子学 Schottky势垒高度 退火 optoelectronics 4H-SiC 4H-SiC Schottky barrier height annealing
