Полупроводниковые структуры, границы раздела и поверхность
Прямое туннелирование электронов в структурах Al–$n^+$-Si–SiO$_2$–$n$-Si в режиме нестационарного обеднения поверхности полупроводника основными носителями заряда
Аннотация:
Экспериментально исследованы особенности прямого туннелирования электронов сквозь сверхтонкий ($\sim$40 $\mathring{\mathrm{A}}$) окисел в структурах металл–SiO$_2$–Si в нестационарных условиях обеднения поверхности полупроводника, когда потенциальный рельеф в изоляторе слабо возмущен внешними электрическими полями. Прозрачность туннельного барьера существенно ограничивается классически запрещенной областью в $n$-Si, обусловленной встроенным в SiO$_2$ отрицательным зарядом. С увеличением падения напряжения на окисле локализованные в нем электроны переходят в полупроводник, что сопровождается резким ростом туннельного тока. Из эксперимента определены значения коэффициентов линейного нарастания логарифма туннельного тока при повышении напряжения на изоляторе. Они не согласуются с данными, рассчитанными на основе модели прямоугольного барьера с параметрами, типичными для “толстых” окислов. Показано, что реальные значения эффективной массы должны быть больше 0.5$m_0$, а высота барьера меньше 3.1 эВ.
Поступила в редакцию: 15.12.2009 Принята в печать: 21.12.2009