一种通过光伏测量提取肖特基势垒高度的方法技术

技术编号:9666561 阅读:259 留言:0更新日期:2014-02-14 03:22
本发明专利技术涉及一种通过光伏测量提取肖特基势垒高度的方法,该方法通过测量pn结光伏型光电二极管的光伏提取出肖特基势垒高度,具体包括以下步骤:1)在开路条件下,用背景光源照射pn结光伏型光电二极管,测量光电二极管的稳态光伏,不断增强背景光源的光照强度直至光电二极管的稳态光伏不再增大;2)当稳态光伏值不再增大后,采用超快脉冲激光照射光电二极管,不断增强入射激光光强,使测量到的光电二极管瞬态光伏达到饱和,获得瞬态光伏极小值V1;3)通过公式计算得到pn结光伏型光电二极管电极界面肖特基势垒高度。与现有技术相比,本发明专利技术具有能有效减少干扰、简单、方便、灵敏度高、对器件无损伤、实用性强等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体科学与
,尤其是涉及。
技术介绍
金属-半导体接触界面所特有的欧姆接触特性和肖特基接触特性是半导体器件和大规模集成电路的核心。欧姆接触可用于半导体器件信号的输入、输出和各个元件间的互联,而肖特基接触特性决定了器件性能的参数,是半导体器件设计的依据。对于典型的PU结光伏型光电二极管而言,除了器件自身Pn结特性外,其余特性均为器件寄生效应(包括金属/半导体接触及其电阻效应)。在寄生效应各分量中,金属/半导体接触在金、半功函数差、以及材料表面缺陷等因素的影响下,制作的电极往往不是欧姆性的,甚至形成肖特基接触。具体表现为较大的接触电阻和较厚的势垒层,在简单近似下相当于金属与半导体材料形成一个类pn结,其内建电场方向与pn结的内建电场相反,从而构成两个背靠背、性质不对称的Pn结结构。这一接触特性将影响探测器的优值因子RqA、噪声、1-V特性、响应速度和响应率。随着光电成像器件不断向大规模阵列面阵发展,特别是pn结深和接触孔面积的大大缩小,金属/半导体界面的肖特基接触对光电器件的影响也愈来愈大。为保证器件具有较好的性能,金属/半导体界面的肖特基接触效应则希望越小越好。金属/半导体接触特性和半导体的掺杂浓度紧密相关,因此虽然有好几种形成欧姆接触的方法,但迄今为止大多数器件是采用重掺杂的方式使界面势垒层变得极薄的技术,使载流子能以隧穿的方式进行电流输运,从而构成了“准欧姆接触”。然而,为了控制pn结的隧穿电流,Pn结两边的区域不能均采用重掺杂的方式,所以降低金属/半导体接触势垒已成为降低肖特基接触效应的最有效方法。低接触势垒将是实现超低接触效应的必由之路。但是对于金属/半导体接触界面势垒高度偏低的pn结光伏型光电二极管,其整流特性将变得不明显甚至消失,从而往往呈现出欧姆接触的假象。这是由于此时器件自身Pn结特性的影响已远高于肖特基势垒对电流特性的影响。然而传统的电流-电压测试(1-V)、电容-电压测试(C-V)中,只有金属/半导体界面肖特基接触效应较为显著时才能获取界面信息,因此,通过测试1-v、C-V特性提取界面肖特基势垒高度的方法往往失效,这就需要研究和确立可靠的Pn结光伏型光电二极管金属/半导体界面肖特基势垒高度表征新方法。为此,本专利技术提出一种基于光伏测试提取pn结光伏型光电二极管金属/半导体界面肖特基势垒高度的方法,并已成功地用于碲镉汞(HgCdTe)pn结红外光电探测器肖特基势垒高度的提取。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有效减少干扰、简单方便的通过光伏测量提取肖特基势垒高度的方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:—种通过光伏测量提取肖特基势垒高度的方法,该方法通过测量pn结光伏型光电二极管的光伏提取出肖特基势垒高度,具体包括以下步骤:I)在开路条件下,用背景光源照射pn结光伏型光电二极管,测量光电二极管的稳态光伏,不断增强背景光源的光照强度直至光电二极管的稳态光伏不再增大;2)当稳态光伏值不再增大后,采用超快脉冲激光照射光电二极管,不断增强入射激光光强,使测量到的光电二极管瞬态光伏达到饱和,没得瞬态光伏极小值V1 ;3)通过以下计算公式,得到pn结光伏型光电二极管电极界面肖特基势垒高度本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种通过光伏测量提取肖特基势垒高度的方法,其特征在于,该方法通过测量pn结光伏型光电二极管的光伏提取出肖特基势垒高度,具体包括以下步骤:1)在开路条件下,用背景光源照射pn结光伏型光电二极管,测量光电二极管的稳态光伏,不断增强背景光源的光照强度直至光电二极管的稳态光伏不再增大;2)当稳态光伏值不再增大后,采用超快脉冲激光照射光电二极管,不断增强入射激光光强,使测量到的光电二极管瞬态光伏达到饱和,获得瞬态光伏极小值V1;3)通过以下计算公式,得到pn结光伏型光电二极管电极界面肖特基势垒高度其中,为零偏压下pn结光伏型光电二极管电极界面肖特基势垒高度,单位为伏特;k为波尔兹曼常数;T为实验测量时样品的绝对温度,单位为开;q为电子电荷电量;NA为二极管p区掺入的受主浓度,单位为每立方厘米;ND为二极管n区掺入的施主浓度,单位为每立方厘米;ni为实验测量时样品所处绝对温度下的本征载流子浓度,单位为每立方厘米;V1为测量所得的瞬态光伏极小值,单位为伏特;m*为载流子的有效质量,单位为千克;h为普朗克常数。FDA0000416514980000011.jpg,FDA0000416514980000012.jpg,FDA0000416514980000013.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种通过光伏测量提取肖特基势垒高度的方法,其特征在于,该方法通过测量PU结光伏型光电二极管的光伏提取出肖特基势垒高度,具体包括以下步骤: 1)在开路条件下,用背景光源照射Pn结光伏型光电二极管,测量光电二极管的稳态光伏,不断增强背景光源的光照强度直至光电二极管的稳态光伏不再增大; 2)当稳态光伏值不再增大后,采用超快脉冲激光照射光电二极管,不断增强入射激光光强,使测量到的光电二极管瞬态光伏达到饱和,获得瞬态光伏极小值V1 ; 3)通过以下计算公式,得到pn结光伏型光电二极管电极界面肖特基势垒高度辦: kT kTt 2mm*kTf2, ?Τ 炉=—-1ni — -V, +—In 2 -:—— /Na <i I J f [ I A J _ 其中...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔昊杨许永鹏杨俊杰唐忠曾俊冬高巍刘璨王超群王佳林
申请(专利权)人:上海电力学院
类型:发明
国别省市:

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