電気化学プロセスを利用したショットキー接合形成における溶液/半導体界面の反応機構

利用电化学过程形成肖特基结的溶液/半导体界面的反应机制

基本信息

批准号：
09237201
负责人：
橋詰保
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

金属-半導体接合(ショットキー接合)界面においては、通常、フェルミ準位が禁制帯中の特定の位置に固定される、フェルミ準位のピンニング現象がおこるため、デバイスへの応用上、大きな制限が加わってきた。本研究では、パルス電界を利用して、半導体の表面のエッチングと金属電極の形成を同一電解液中で行う、「その場」電気化学プロセスにおける、溶液/半導体界面の反応素過程の理解を基盤として、ショットキー接合界面のフェルミ準位ピンニング緩和機構を明らかにすることを目的とする。得られた成果を以下にまとめる。1)酸性溶液中において、n-InP表面のSTM観察条件を見いだし、金属メッキ直前の液中陽極エッチングがInP表面の酸化膜除去に有効であることを明らかにした。2)パルス電界を利用して半導体表面のエッチングと金属電極の形成を同一電解液中でおこなう独自の電気化学プロセスによって形成したPt/InPショットキーダイオードにおいて、0.86eV以上の障壁高さが再現性良く得られ、理想因子も1.1程度と極めて良好な値を示した。3)Pt/InP接合界面を、容量-電圧法、ラマン分光法および光電子分光法により詳細に評価した結果、酸化層が存在せずストレスの極めて小さい界面が形成されていることが明らかとなった。4)上記の1)〜3)の結果より、界面におけるフェルミ準位のピンニング現象が外因性の機構に起因していることを明らかにした。5)電気化学プロセスによるPt微粒子の粒径制御を可能とし、粒径分布が均一でしかも粒径のより小さなPt微粒子構造を有するショットキー接合が、より大きな障壁高を持つという相関があることを見いだした。

在金属式键合（Shot Key Bite）界面上，Fermi Level固定现象通常在禁区中的特定位置固定，因此我加入了该设备的应用程序限制很大。在这项研究中，基础是基于对“ ON -ON -Site”电化学过程中对溶液/半导体反应过程的理解，该过程使用脉冲电场蚀刻了半导体的表面，并在同一电解质中形成金属电极。所获得的结果总结在下面。 1）在酸性溶液中，发现了NP表面上的STM观察条件，并发现在金属镀层之前的替菲斯蚀刻有效地去除INP表面上的氧化物膜。 2）在专有的电化学过程中，使用脉冲电场和同一电解质中的金属电极形成的PT/INP射击键二极管，可重复获得0.86 eV或更多的屏障。显示出约1.1的非常好价值。 3）很明显，PT/INP连接界面通过容量 - 电压方法，拉曼光谱和光学电子光谱详细评估，并且没有氧化层，并且形成了非常小的界面。 4）上述结果1）至3）揭示了界面上费米水平的固定现象是由于外部天才的机理。 5）有一个相关性的是，通过电化学过程，PT微粒的零件连接可能是均匀的，并且具有较小粒径的Pt -tin -thin -thim粒子结构具有较大的屏障。