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 - 触发器连接器（Schottky连接）界面上，通常引起费米水平的固定现象，其中费米水平在禁带中的特定位置固定，因此对设备的应用有很大的限制。这项研究旨在阐明在Schottky结界面上固定放松机制的固定水平，基于对“原位”电化学过程的溶液/半导体界面的反应性过程的理解，在该过程中，半导体的表面被蚀刻为半导体的表面，并且使用pulselederte在同一电极中携带的是在同一金属电气中携带的。获得的结果总结了下面。 1）在酸性溶液中，在NP表面上发现了STM观察条件，并且发现在金属镀层之前在液体中蚀刻蚀刻有效地去除INP表面上的氧化物膜。 2）在PT/INP Schottky二极管中，由独特的电化学过程形成，其中半导体的表面被蚀刻，并使用脉冲电场形成金属电极，以极好的可重复性获得了0.86 eV或更多的屏障高度，并且理想因素也大约为1.1，这是非常好的。 3）使用电容 - 电压，拉曼光谱和光电子光谱详细评估了PT/INP连接界面，并揭示了在没有氧化物层的情况下形成极低应力的界面。 4）1）至3）上面的结果表明，界面处的费米水平的固定现象是由外源机制引起的。 5）发现可以通过电化学过程对Pt颗粒的粒径控制，并且具有均匀粒径分布和较小粒径的Schottky键与具有较大屏障高度的PT微粒结构的Schottky键具有相关性。