В работе производится изучение экспериментальных характеристик диода с барьером Шоттки на основе эпитаксиальной структуры GaAs. Эпитаксиальная структура сформирована на подложке полуизолирующего арсенида галлия методом газофазной эпитаксии из

Для решения поставленной задачи, давайте разберем каждый пункт по порядку.

1. Расчет профиля легирования активного слоя эпитаксиальной структуры и высоты барьера Шоттки Al(терм) / n-GaAs.

Профиль л...

Для определения профиля легирования активного слоя можно использовать метод, основанный на анализе вольт-амперной характеристики (ВАХ) и вольт-фарадной характеристики (ВФХ).

1. : Необходимо получить экспериментальные данные ВФХ, которые показывают зависимость ёмкости от напряжения. Эти данные помогут определить концентрацию носителей заряда в активном слое.

2. : Используем уравнение для ёмкости:

   $$C = \frac{dQ}{dV} = \frac{εr A}{W}$$
   где (C) — ёмкость, (εr) — диэлектрическая проницаемость, (A) — площадь диода, (W) — ширина пространственного заряда.

3. : На основе полученных данных можно определить профиль легирования, используя полученные значения ёмкости и напряжения.

Для расчета высоты барьера Шоттки можно использовать формулу:

$$\Phim - \chi$$

где:

• (\Phi_B) — высота барьера,
• (\Phi_m) — работа выхода металла (для Al ≈ 4.28 эВ),
• (\chi) — электронная афинность GaAs (≈ 4.07 эВ).

Подставив значения, получим:

$$\Phi_B = 4.28 - 4.07 = 0.21 \text{ эВ}$$

Коэффициент неидеальности можно определить из уравнения диода:

$$I = I_0 \left( e^{\frac{qV}{n k T}} - 1 \right)$$

где:

• (I) — ток,
• (I_0) — удельный ток насыщения,
• (n) — коэффициент неидеальности,
• (q) — заряд электрона,
• (k) — постоянная Больцмана,
• (T) — температура в Кельвинах.

1. : Получите экспериментальные данные ВАХ.
2. : Постройте график (\ln(I)) против (V) и найдите наклон, который равен (\frac{q}{n k T}).

Удельный ток насыщения (I_0) можно найти из уравнения:

$$I_0 = I e^{-\frac{qV}{n k T}}$$

где (I) — ток при известном напряжении (V).

Высота барьера может быть пересчитана с использованием значения (I_0) и температуры, используя:

IB}{k T}}

где (A^*) — эффективная постоянная Ричардсона.

После получения всех значений, их следует сравнить с данными из учебной литературы, например, с данными, приведенными в книге С. Зи «Физика полупроводниковых приборов».

1. : Сравните полученные значения высоты барьера, коэффициента неидеальности и удельного тока насыщения с литературными данными.
2. : На основе сравнения сделайте выводы о соответствии ваших результатов с теоретическими значениями, обсудите возможные причины расхождений (например, качество эпитаксиальной структуры, влияние температуры и т.д.).

Таким образом, мы пошагово рассмотрели, как можно решить поставленную задачу, используя экспериментальные данные и теоретические основы.