Полупроводниковые структуры, низкоразмерные системы, квантовые явления

Микроволновая вольт-импедансная спектроскопия полупроводниковой структуры

А. Н. Резник, Н. В. Востоков

Институт физики микроструктур РАН, 603950 Нижний Новгород, Россия

Аннотация: Методом микроволновой вольт-импедансной спектроскопии исследована полупроводниковая структура в виде легированной пленки $n$-$\mathrm{GaAs}$, выращенная на проводящей подложке $n^+$-$\mathrm{GaAs}$ с буферным подслоем. На поверхности структуры сформирована система концентрических барьерных контактов. Разработана методика измерения спектра комплексного импеданса образца $Z(f,U)$ как функции постоянного напряжения смещения $U$. Спектры $Z(f,U)$ измерены при помощи зондовой станции Cascade Microtech в диапазоне $0.01$–$40$ ГГц с латеральным разрешением $15$–$30$ мкм при $U = 0-10$ В. По спектрам определены основные электрофизические характеристики полупроводниковой пленки – тип, концентрация и подвижность свободных носителей заряда, удельная электропроводность. В диапазоне $f = 0.1-20$ ГГц обнаружено избыточное сопротивление. Данный эффект интерпретирован как сопротивление перезарядки глубоких состояний (ловушек) двух типов – низкочастотных $l$ и высокочастотных $h$ с характерным временем $\tau_l = 10^{-9}$ с, $\tau_h = 4.2\cdot10^{-11}$ с. Предложено модельное описание, объясняющее характерную форму спектра сопротивления ловушек, его зависимость от площади контакта и напряжения $U$.

Ключевые слова: микроволновый диапазон, ближнее поле, импеданс, полупроводник, барьерный контакт, глубокие состояния, электрофизические характеристики.

Поступила в редакцию: 16.01.2023
Исправленный вариант: 02.03.2023
Принята в печать: 25.04.2023

DOI: 10.21883/FTP.2023.03.55629.4532

Реферативные базы данных:

•