XXIX Симпозиум "Нанофизика и наноэлектроника" , Н. Новгород, 10-14 марта 2025 г.

Малосигнальная электрическая схема диода Шоттки по данным микроволновой спектрометрии

А. Н. Резник, Н. В. Востоков

Институт физики микроструктур РАН, 603950 Нижний Новгород, Россия

Аннотация: Методом микроволновой вольт-импедансной спектроскопии исследованы однородный $n$-Si и структурированный $n$-GaAs образцы с системой концентрических барьерных контактов на поверхности. По измерениям в диапазоне частот $f$ = 0.01–67 ГГц с латеральным разрешением 20–50 мкм для образца Si восстановлены спектры комплексного импеданса $Z(f,U)$ ($U$ – напряжение смещения на контакте). По спектрам определены электрофизические характеристики полупроводника – тип, концентрация и подвижность свободных носителей заряда, удельная электропроводность, контактная разность потенциалов. В диапазоне 0.1–20 ГГц обнаружено избыточное сопротивление и перепад емкости $C(f\to0)>C(f\to\infty)$ контакта Шоттки. Предложена малосигнальная электрическая схема контакта Шоттки, характеризуемая двумя временными масштабами – низкочастотным $\tau_l=(0.5-1)\cdot 10^{-9}$ с и высокочастотным $\tau_h=(3-4)\cdot 10^{-11}$ с. В дополнение к выполненным ранее исследованиям измерен микроволновой спектр $Z(f,U=0)$ при нагреве образца GaAs до температуры $T$ = 100$^\circ$С и на низких частотах 10$^2$–10$^6$ Гц с проходом по температуре $T$ = 77–345 K. По совокупности всех исследований выдвинутая ранее гипотеза о связи наблюдаемых микроволновых эффектов с перезарядкой глубоких состояний (ловушек) не нашла подтверждения. Предложена другая интерпретация, связывающая эффекты с особенностями транспорта носителей заряда в обедненном слое контакта Шоттки. Обсуждаются возможности физического обоснования этого механизма.

Ключевые слова: микроволновый диапазон, зондовая станция, импеданс, полупроводник, барьерный контакт, электрофизические характеристики, транспорт носителей, избыточное сопротивление.

Поступила в редакцию: 26.03.2025
Исправленный вариант: 23.06.2025
Принята в печать: 23.06.2025

DOI: 10.61011/FTP.2025.02.60978.7727