Исследование эффекта понижения высоты барьера в поверхностно-барьерных детекторах ядерных излучений на основе структуры золото-кремний

Салохина, Маргарита Марковна

Исследование эффекта понижения высоты барьера в поверхностно-барьерных детекторах ядерных излучений на основе структуры золото-кремний тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

Салохина, Маргарита Марковна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2005 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.01 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Исследование эффекта понижения высоты барьера в поверхностно-барьерных детекторах ядерных излучений на основе структуры золото-кремний»

Автореферат диссертации на тему "Исследование эффекта понижения высоты барьера в поверхностно-барьерных детекторах ядерных излучений на основе структуры золото-кремний"

Направахрукописи

Салохина Маргарита Марковна

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА ПОНИЖЕНИЯ ВЫСОТЫ БАРЬЕРА В ПОВЕРХНОСТНО-БАРЬЕРНЫХ ДЕТЕКТОРАХ ЯДЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА ОСНОВЕ СТРУКТУРЫ ЗОЛОТО-КРЕМНИЙ

01.04.01 - приборы и методы экспериментальной физики

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Направахрукописи

Салохина Маргарита Марковна

01.04.01 - приборы и методы экспериментальной физики

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Работа выполнена в лаборатории атомного ядра Института ядерных исследований Российской академии наук

Научный руководитель

доктор технических наук Б.А. Бенецкий

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

В.Н. Мордкович (ИПТМ РАН) кандидат физико-математических наук Е.А. Боброва

(ФИАН им. ПН. Лебедева РАН)

Ведущая организация:

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова физический факультет

Защита состоится"

2 3,0 6.200|Л5годав/з

р*.

05 года в ' час.

на заседании диссертационного совета Д 002.119.01

Института ядерных исследований РАН

по адресу: 117312, Москва, проспект 60-летия Октября, 7а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЯИ РАН.

Автореферат разослан

2 0. 0 5 2005

2005 года

Ученый секретарь диссертационного совета Д 002.119.01

кандидат физико-математических наук

Б.А. Тулупов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования определяется тем, что изучение изменений высоты барьера в ДШ (диоде Шотки) на основе контакта металл-полупроводник дает информацию о механизме формирования барьера с учетом поверхностных эффектов, о влиянии на него параметров контактирующих материалов и технологии изготовления, о параметрах поверхностных состояний.

Выпрямляющие свойства барьера Шотки используются в таких приборах, как диоды, смесители, умножители, модуляторы, переключатели, оптические преобразователи, солнечные элементы, фотодетекторы и детекторы ядерных излучений и т.п.

Электрические свойства таких приборов тесно связаны со свойствами поверхности и границей раздела между металлом и полупроводником. В поверхностно-барьерных детекторах ядерных излучений от свойств поверхности и границы раздела зависят уровень шумов и потери заряда, образуемого в результате поглощения ядерных излучений. Миниатюризация полупроводниковых приборов повышает роль поверхности и границ раздела, и наблюдается значительная активизация исследований электронных процессов, относящихся к границе раздела контакта металл-полупроводник.

Прогресс в теории связан, главным образом, с рассмотрением идеальной границы раздела металл-полупроводник, т.е. ситуации, которая имеет мало общего с реальной. Эффекты, зависящие от деталей приготовления границы раздела, различными теориями не учитываются. Соответственно, не могут быть описаны тонкие особенности стабилизации уровня Ферми и величины высоты барьера Шотки в приборах.

Существует рабочая модель контакта металл-полупроводник, используемая для интерпретации результатов экспериментов и

позволяющая до некоторой степени планировать заданные электрические характеристики контактов. Но остаются не совсем понятными тонкости: природа реальной границы раздела, которая далека от резкого перехода от идеального металла к идеальному полупроводнику; для большинства реальных вольтамперных характеристик при обратном напряжении отсутствует согласие с теорией; наблюдается значительный разброс в параметрах высоты барьера, измеренных различными методами; слабая зависимость барьера от работы выходы металла и т.д.

Экспериментальное изучение изменений высоты барьера в ДШ под действием обратного напряжения и их интерпретация ограничены отсутствием модели изменения барьера с учетом поверхностных эффектов. Модель необходима для определения влияния на барьер параметров контактирующих материалов, поверхностных состояний, обработки поверхности и технологии изготовления.

Таким образом, изучение изменений высоты барьера под действием напряжения и с учетом поверхностных эффектов является важной актуальной задачей микроэлектроники ДШ, и в частности, поверхностно-барьерных детекторов ядерных излучений.

Цель работы состояла: в создании модели, позволяющей описать поведение барьера и тока с учетом слабых поверхностных эффектов в широком диапазоне обратных смещений (на основе анализа данных 1-У измерений); в разработке метода определения параметров барьера и поверхностных состояний в ДШ с тонким промежуточным слоем и, дополнительно, - в описании поведения барьера и тока в аналитическом и графическом виде, удобном для применения на практике. К другому аспекту работы относится экспериментальная проверка предсказаний разработанной модели.

Научная новизна

Разработана новая объединенная модель снижения высоты барьера в ДШ при обратном напряжении с учетом поверхностных эффектов. В рамках объединенной модели рассмотрены различные типы обратных вольтамперных характеристик в зависимости от вклада поверхностных эффектов и зависимости каждого из них от напряжения.

Разработан метод анализа зависимости барьера от поверхностных эффектов, основанный на выявлении линейных участков, соответствующих постоянству заряда на дискретном уровне, и нелинейного участка, связанного с изменением заряда дискретного уровня, например, при перезарядке дискретного уровня.

Разработан метод графического анализа зависимости высоты барьера от поверхностных эффектов при обратном напряжении.

Разработана методика определения параметров барьера, поверхностных состояний, а также толщины окисного слоя в ДШ с малой плотностью поверхностных состояний, основанная на зависимости обратного тока от напряжения и толщины окисного слоя. Практическая значимость

Полученные аналитические выражения, описывающие зависимость от обратного напряжения и толщины окисного слоя тока и барьера с учетом поверхностных эффектов, позволяют количественно связать параметры барьера и поверхностных состояний с параметрами контактирующих материшюв и с технологией. Благодаря этому, обеспечена возможность прогнозирования и оптимизации рабочих характеристик ДШ.

Простой и неразрушающий метод определения параметров барьера, поверхностных состояний и толщины окисного слоя может быть применен для контроля и оптимизации технологических процессов, контроля и оптимизации рабочих характеристик прибора, исследования процессов старения, изучения влияния внешних воздействий на характеристики прибора, исследования свойств поверхности полупроводника. Основные положения, выносимые на защиту:

Разработана объединенная модель снижения высоты барьера с учетом поверхностных эффектов в ДШ при обратном напряжении, позволяющая количественно описать снижение высоты барьера при обратном напряжении вследствие влияния толщины окисного слоя и изменения заряда поверхностных состояний, заряда сил изображения и пространственного заряда в полупроводнике.

В рамках объединенной модели изменения барьера классифицируются различные типы вольтамперных характеристик при обратном напряжении с учетом вклада поверхностных состояний относительно вклада сил изображения и пространственного заряда полупроводника.

Установлено, что линейные участки зависимости высоты барьера с поправкой на силы изображения от пространственного заряда, полученной на основе экспериментальных данных, позволяют определить постоянную высоту барьера при нулевом пространственном заряде и емкость окисного слоя. Перезарядке поверхностного дискретного уровня соответствуют две постоянных высоты барьера, относящихся к состояниям опустошения и заполнения этого уровня. Разность этих высот барьера позволяет определить

плотность поверхностных центров, характеризуемых этим уровнем, и энергетическое положение дискретного поверхностного уровня, локализованного вблизи уровня Ферми, относительно верха валентной зоны.

Показано, что применение для анализа экспериментальных данных по барьеру и току двух семейств модифицированных высот барьера от пространственного заряда и модифицированных токов

от напряжения позволяет количественно и наглядно показать влияние

поверхностных эффектов на характеристики барьера и тока.

Установлено, что в ДШ с малой плотностью поверхностных состояний при обратном напряжении происходит перезарядка поверхностных дискретных уровней, локализованных вблизи уровня Ферми. В Au/n-Si диодах происходит перезарядка дискретных уровней донорного типа.

Показано, что "мягкие" вольтамперные характеристики в Au/n-Si диодах имеют участок, который определяется уменьшением положительного заряда поверхностных уровней донорного типа при одновременном увеличении заряда сил изображения и положительного пространственного заряда в полупроводнике. Эти характеристики соответствуют ДШ с толщиной окисного слоя более 2 нм и перезаряжающимися поверхностными дискретными уровнями при обратном напряжении, которые преимущественно обмениваются электронами с валентной зоной полупроводника.

Показано, что в Au/n-Si диодах наблюдаются вольтамперные характеристики с крутым участком. Наклон крутого участка значительно превышает вклад сил изображения и пространственного заряда полупроводника. На этом участке наклон характеристики определяется увеличением положительного заряда поверхностных уровней донорного типа, а также одновременным увеличением заряда сил изображения и

положительного пространственного заряда в полупроводнике. Подобные характеристики соответствуют ДШ с толщиной окисного слоя менее 1 нм и перезаряжающимися поверхностными дискретными уровнями при обратном напряжении, которые преимущественно обмениваются электронами с зоной проводимости металла.

Показано, что в ДШ с тонким окисным слоем величина снижения барьера в интервале напряжений, соответствующих отсутствию изменения поверхностного заряда, уменьшается с уменьшением концентрации примеси в полупроводнике, плотности поверхностных центров и толщины окисного слоя между металлом и полупроводником.

Публикации. Основной материал диссертации опубликован в 6 статьях, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, включая основные выводы, двух приложений и списка цитируемой литературы из 141 наименования. Общий объем диссертации составляет 165 страницы, включая 31 рисунок и 8 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы, изложены научная новизна и практическая ценность работы, приведены положения, выносимые на защиту, описана структура диссертации. В первой главе дан обзор механизмов формирования барьера и токопро-хождения через контакт металл-полупроводник при обратном направлении, определяющих идеальное и неидеальное поведение тока и барьера. В почти идеальных диодах преобладает эмиссия электронов из металла над барьером в полупроводник, а зависимость барьера от приложенного напряжения определяется действием сил изображения. К отклонению от идеального поведения тока приводит участие в токопрохождении других механизмов

токов (туннельного, рекомбинационного, или инжекционного), наличие тонкого диэлектрического слоя между металлом и полупроводником и падения напряжения на этом слое из-за действия поверхностных зарядов. Неоднородное распределение барьера по площади контакта также приводит к отклонению от идеального поведения тока в диодах. Определение величины барьера токовым методом сравнивается с емкостным и фотоэлектрическим методом. Обсуждаются причины расхождения определения величины барьера разными методами.

Во второй главе в разделе 2.1 приводится соотношение (предложенное Аталлой), используемое для описания зависимости термоэмиссионного тока с учетом полевых эффектов от обратного напряжения в ДШ: ЫУк) =Л **[ 1 + УМ Кк)Г1 ^ехрЬ?^ УяУЩ (2.1)

где А** - эффективная постоянная Ричардсона с учетом эффективной массы

электрона в полупроводнике; - тепловая скорость электронов; -

скорость дрейфа электронов в ОС полупроводника. Предэкспоненциалъный

множитель [1 + 1>111Л\ь(Рк)]~1 учитывает эффекты дрейфа электронов в обедненном слое. Данные измерений используются для определения

экспериментальной зависимости высоты барьера от напряжения УБ.

Соотношение для зависимости высоты барьера от напряжения ^вк(Рк),

полученное на основе уравнения (2.1), имеет вид:

= (Ш7)1п{/к(Кк)[1+ уф^УА **?}, (2.2)

В разделе 2.2 предлагается новая объединенная модель снижения высоты барьера контакта металл-полупроводник при обратном напряжении с учетом поверхностных эффектов: фиксированного поверхностного заряда, примесных и собственных поверхностных состояний, сил изображения, пространственного заряда полупроводника и тонкого окисного слоя. Такой слой туннельно прозрачен для электронов.

С учетом баланса напряжений на границе раздела между металлом и полупроводником эффективная высота барьера (¡ygR при обратном смещении Fr равна:

= Фт - te + Др, + Vt) = (<Рт-Zs) — (A<¡»¡ + V¡) = Щш — (Д+ Fi) (2.3)

Здесь 0br - высота барьера при обратном напряжении для электронов, движущихся из металла в полупроводник; <рт - работа выхода металла; %s -электронное сродство полупроводника; - понижение барьера из-за влияния сил изображения, - падение потенциала на окисном слое. Практически все приложенное напряжение Fr падает на обедненном слое (ОС) полупроводника, поэтому величина Fj << Fr. Уравнение справедливо, когда работа выхода металла больше работы выхода полупроводника.

Падение потенциала на окисле включает постоянную

составляющую и составляющую зависящую от напряжения:

Здесь К550 = <2жс/С-ь У^ = <2ц0/С\ и Уц = <2/С„ где - постоянный поверхностный заряд при обратном напряжении, - пространственный заряд полупроводника, - заряд локальных примесных поверхностных центров с дискретным уровнем вблизи уровня Ферми и - емкость окисла.

В разделе 2.3 представлены зависимости барьера и тока от обратного напряжения ДШ с учетом основных поверхностных эффектов. Общее выражение для высоты барьера ДШ с естественным окислом, учетом основных поверхностных эффектов при обратном напряжении принимает вид:

Vr-=VssO + (V^ + Vk).

(2.4)

Ш = <Ра ~ (Д?\ + К* + Ун),

(2.5а) (2.56) (2.5в)

<P0-<Pms~ KsO,

A <peS= í(Vr) = (НО + F1SC(FR) + VÜ(VR)

Постоянная высота барьера Щ в (2.5а) и (2.56) не зависит от напряжения, поскольку не зависят от обратного напряжения, но

включает зависимость от технологических параметров (толщины окисла, уровня легирования и поверхностных состояний). Разброс в этих параметрах приводит к разбросу и, соответственно, к разбросу для приборов, изготовленных с одинаковым контактом и по одной технологии.

Зависимость сил изображения от приложенного обратного

_ «

смещения имеет вид:

- коэффициент влияния сил изображения в диоде с концентрацией доноров - диэлектрическая постоянная

полупроводника. Зависимость пространственного заряда от обратного напряжения которая входит в имеет вид:

- коэффициент влияния

легирования полупроводника с концентрацией доноров Зависимость

связанная с перезарядкой дискретных поверхностных уровней вблизи уровня Ферми, может быть написана в аналитическом виде для отдельных частных случаев, например, в случае перезарядки дискретных уровней вблизи уровня Ферми.

Общее выражение для плотности обратного тока с учетом суммарного действия основных поверхностных эффектов и эффектов диффузии и дрейфа А^спК^к) получаем, подставляя (2.5а) в уравнение (2.1):

(2.6)

Здесь плотность тока насыщения I,, определяется соотношением /о = Л**7гехр(-^9Л)/Щ (2.7)

уЛг = мпЕ* = Р„ Ц2Ч^1е,4<рш-К -Уя-(кГ/д)), (2.8)

где - подвижность электронов и концентрация донорной примеси в

полупроводнике, - напряженность электрического у поверхности полупроводника.

Зависимость тока от обратного напряжения в уравнении (2.6) определяется двумя факторами: предэкспоненциальным множителем и зависимостью Соотношения между величинами поверхностных

эффектов определяют снижение барьера и влияют на форму зависимости обратного тока от смещения в ДШ. В этом случае экспериментальная характеристика в двойном логарифмическом масштабе может включать несколько участков с разными наклонами.

В третьей главе в разделах 3.1 и 3.2 классифицируются различные типы зависимостей высоты барьера от обратного напряжения в рамках объединенной модели. Классификация определяется соотношением различных поверхностных эффектов относительно вклада поверхностного заряда в изменение высоты барьера.

Детально рассмотрены типы зависимостей, определяемых категорией III: величина Ул, связанная с поверхностным зарядом, сравнима с вкладом сил изображения и вкладом пространственного заряда В

разделах 3.4 и 3.5 получены в аналитическом виде типы зависимостей высоты барьера и тока от обратного напряжения соответствующие категории III. Учитывается, что зависимость Ул = аппроксимируется ступенчатой функцией, соответствующей случаю перезарядки дискретных поверхностных уровней. Зависимость рассматривается для трех

частных случаев перезарядки поверхностных дискретных уровней донорного (акцепторного) типа заряда, относящихся к толщине окисного слоя : 1. толщина окисного слоя ^ \ составляет более 2 нм, £®(«а) > Ер, 2. с1ц - менее 1 нм, Это

определяет преимущественный электронный обмен поверхностных уровней

с полупроводником или металлом. Аналитические выражения Уй = приводятся в приложениях Ш и П2.

В качестве примера приведем характеристику первого типа с1а в ДШ типа 1 (йа более 2 нм) с дискретным поверхностным уровнем донорного типа:

<Рт,Ф = {(Ра- Кюд) - (А^, + С,"в области ЛУШ (3.1а)

с/Ы,хъ = (Щ-У&о)-(&.<р, +СГ1&) в областиАУц2 (3.16)

= 9о-(&<р, + СГ'&с). в области АУЮ (3.1в)

Здесь Зависимость

описывается функцией ступенчатого вида, поскольку с ростом напряжения изменение поверхностного заряда соответствует переходу

В равновесии уровень Ею расположен выше уровня Ферми Е[0< Ею, а с ростом обратного напряжения уровня Ферми движется вверх относительно верха валентной зоны. Аналогично описываются случаи ДШ с тонким окислом менее 1 нм и дискретным уровнем донорного (акцепторного) типа.

Зависимости высоты барьера (в частности, уравнения (3.1а) и (З.в)) и тока от напряжения или пространственного заряда на участках, где отсутствует изменение поверхностного заряда и назовем

квазиидеальными зависимостями.

В разделе 3.5.3 обсуждается информация, получаемая из анализа обратных вольтамперных характеристик в ДШ с тонким (менее 1 нм) и толстым (более 1 нм) окисным слоем. В разделе 3.6 обсуждается зависимость высоты барьера от технологических параметров.

В главе четвертой описывается метод анализа данных зависимости высоты барьера от пространственного заряда полупроводника. Для анализа данных предлагается новая зависимость основанная на

преобразовании уравнения (5 а) для барьера:

<Pi = (Pi + A<p, =(<Po-VA)-CilQsc, (4.1)

где <P\ = (рпк = + A^, = <рвr . Если зависимость F¡t = f((2sc(Pk)) представляет собой функцию ступенчатого вида, то типичная кривая ^ = f(&) должна содержать два линейных участка, соединенных нелинейным переходным участком.

Если при перезарядке дискретного уровня AFit = 0, например, в интервалах малых и больших напряжений AFri и AVrs, то на этих участках высота барьера (fo линейно зависит от Qx с наклоном -Cf1 и описывается двумя квазиидеальными зависимостями:

<¿2,o = (?*>- Ко)-Cf'ftc AFR1 (4.1а)

АКкз (4.16)

Эффективная толщина окисного слоя ú?, вычисляется, согласно соотношению: Cf1 = dj^so, где § - диэлектрическая постоянная объемного окисного слоя.

Линейная экстраполяция двух прямых линий, соответствующих Fu = 0 и Fit = Fa,, до пересечения с ординатой при = 0 дает две постоянных высоты барьера для нейтрального и заряженного состояния поверхностных уровней: (ра и (щ - F¡to). Сдвиг на участке AFri между прямой фг,й = f(0sc) и экстраполированной прямой % 0 = f(ñ¡c) составляет Fito- Разность между неидеальной и квазиидеальной зависимостями <¡h -= F¡t позволяет вычислить долю падения напряжения на окисном слое Fit -f(&(FR)), обусловленную перезарядкой поверхностных уровней, а также Fit

Для удобства анализа поведения Frt при обратном напряжении предлагается выражение для зависимости высоты барьера <p¡ как функции 6sc(Fr) (и Fr), обозначая <рз = % + Fisc:

<K = <Po-V«(Vr) (4.2)

Чтобы описать поведение высоты барьера при обратном напряжении с учетом поверхностных эффектов в обобщенном и наглядном виде, предлагается семейство характеристик в виде :

<Р\ = <Рв,к = (й)-КО - - Д<3,, (4.3а)

<Р2~ <Р\ + Ь(р1 — <ръг. + &<Р1 = {щ-Ул)- Уас, (436) где У

<Рз = <Рг + У15С = (Рак + Д<г>, + У,к = (гро -У«) (4.3в)

Щ = Рг + У&= (Рж+ + Къ + Ул = фо (43г)

В семействе кривых вида <рп = Айж(Рк)) (п = 1,...,4) разность между двумя смежными кривыми дает возможность выделить вклады индивидуальных поверхностных эффектов и их зависимость от пространственного заряда (от напряжения) (см. рис. 3). (¡ь,- Щ = А<р1, <рз-<р2~ Кк, = Ул.

Обратный ток следует за изменениями барьера. Преобразуем уравнение для тока (6) в виде произведения нескольких множителей: /а = к^кзЫо, (4.4)

Здесь ¿1 = [1 + чц/у^Кц)]"1. к2 = ехр[?Др, (Уя)/кТ],к3 = ехр[дУ1!и:(УяУкГ\ и = ехр[^Ка(Гк)/А:7]. Коэффициент к\ учитывает изменение скорости дрейфа носителей в обедненной области с ростом приложенного напряжения. Коэффициенты к2 , кз и описывают снижение барьера от обратного напряжения из-за сил изображения и двух составляющих падения напряжения на окисле У,х и Ул.

Семейство характеристик, позволяющее описать зависимость обратного тока от напряжения, имеет вид:

Л = = к2к3Ыо, (4.5а)

1г = 1\'к2 = Уккг = къЫ0, (4.56)

1Ъ = 121къ=1К1кхкгкъ = (4.5в)

и = /3/^4 = 1к1к\к2к}к4 = /0. (4.5г)

В семействе кривых вида Ia = f(KjO (п = 1,...,4) разность между двумя смежными кривыми в двойном логарифмическом масштабе дает возможность выделить вклады индивидуальных поверхностных эффектов (см. рис. 5 и 6):

log[/,(FR)] - \отт = {фТ){ (VR)]log е, (4.6а)

log[/2(FR)] - log[/3(FR)] = (q/kT)[ Fisc(VR)]log e, (4.66)

log[/3(rr>] - log[/4(KR)] = (?/«)[ Flt(VR)]log (4.6b)

Суммарное снижение барьера из-за действия поверхностных эффектов при обратном напряжении, получим в виде разности между логарифмами токов Д и Л (или /о):

log[/i(Fk)] - log[/4(KR)] = (д/кГ)[А<Рсв(Ук)] log е, (4.6г)

где A^Vr) = А^, (Vr) + Fisc(VR) + Flt(VR).

Полученные соотношения для барьера и обратного тока, как в виде отдельных уравнений, так и в виде семейства характеристик позволяют лучше понять физическую картину формирования барьера и поведения тока с учетом различных поверхностных эффектов в реальном ДТП. Эги зависимости также дают возможность показать влияние на барьер поверхностных эффектов в графическом виде (см. рис. 3,5,6).

В главе пятой предлагается методика определения параметров барьера, параметров перезаряжающихся дискретных поверхностных уровней и толщины окисного слоя в ДШ, основанная на применении зависимости высоты барьера q>i от Qx. Она основана на использовании данных измерений в ДШ с различными толщинами окисного слоя,

при известной концентрацией примеси и подвижности носителей в полупроводнике. В качестве примера применения модели для обработки данных используются обратные вольтамперные характеристики, измеренные в партии поверхностно-барьерных детекторов ядерных излучений на основе структуры Au/n-Si (см. главу 6 и рис. 1).

Определяются две постоянных высоты барьера <ра и (<Ро — Уцо). Разность между рассчитанной и экспериментальной зависимостью щ. — ^ = Ул = Д^Кк) позволяет получить величину падения напряжения на окисном слое, связанную с изменением заряда на дискретном уровне, в зависимости от обратного напряжения. Зависимость Ул = дает возможность

рассчитать следующие величины: плотность дискретного поверхностного уровня N с энергией Б, по соотношению! N1 — СУ^Ц, функцию заполнения электронами дискретного поверхностного уровня донорного типа |Рн(РкУКю|> напряжение У*ц, при котором / = 0.5, и положение Б1 относительно края валентной зоны

Тип поверхностных центров (донор или акцептор) определяется, если выполнены измерения группы диодов с толстым (более 2 нм) и

тонким (менее 1 нм) окисным слоем. Также находится зависимость плотности примесных поверхностных центров от толщины окисного слоя N если выполнены измерения вольтамперных характеристик группы диодов с разными толщинами окисного слоя.

В главе шестой представлены результаты экспериментальной проверки предложенной объединенной модели снижения барьера Шотки с учетом поверхностных эффектов. Проверка проведена путем сравнения теории с экспериментальными зависимостями тока и высоты барьера от обратного напряжения и поверхностных эффектов в Аи/п^ поверхностно-барьерных детекторах излучений. Приборы на основе структуры Аи/п^/А были изготовлены по стандартной технологии из кремния п-типа с ориентацией (111).

В разделе 6.1 описана технология изготовления Аи/п^ поверхностно-барьерных детекторов ядерных излучений и приведены основные электрические (IV и СУ характеристики). Для исследования были отобраны приборы, которые имели энергетическое разрешение не хуже 25 кэВ (менее

0.5 %) при регистрации излучения а - частиц с энергией 5.5 МэВ. Это энергетическое разрешение свидетельствует о малых потерях заряда при взаимодействии неравновесных носителей заряда с глубокими примесями в объеме и на поверхности. Выпрямляющий и омический контакты получали напылением металлов Аи и А1 в вакууме на химически травленую поверхность Si при комнатной температуре. Термический отжиг контактов отсутствовал. Технология изготовления детекторов включает использование естественного слоя окисла между золотом и кремнием. Образцы кремния после травления выдерживались на воздухе перед напылением золота. Данная методика позволяет получать толщины окисного слоя на кремнии порядка от 0,5 до 10 нм.

В разделе 6.2 приводятся результаты анализа характерных зависимостей высоты барьера от семейства характеристик для барьера от Qж (п = 1,..., 4) и для тока /п от (п = 1, ..., 4). Эти зависимости получены путем обработки трех типов экспериментальной зависимости тока от обратного напряжения в Аи/п^ диодах (рис. 1). Три типа вольтамперной характеристики отличаются наклоном при средних напряжениях. При больших напряжениях наклоны близки. Также приводятся результаты определения основных параметров барьера и параметров дискретного поверхностного уровня донорного типа в Аи/п^ диодах: постоянной высоты барьера Щ, емкости окисного слоя Съ плотности дискретного поверхностного уровня N и его энергетического положения в запрещенной зоне полупроводника. Установлено хорошее соответствие полученных параметров с ранее опубликованными величинами в литературе для контакта Аи/п^1

Основной особенностью зависимости разных типов является

ее ступенчатый характер, который объясняется влиянием перезарядки дискретного поверхностного уровня вблизи уровня Ферми в присутствии

сил изображения и пространственного заряда полупроводника. Заполнение и преимущественный электронный обмен дискретного поверхностного уровня с валентной зоной полупроводника или с зоной проводимости металла зависят от толщины окисного слоя, соответственно, более 2 нм или менее 1 нм.

Для диода 1 типа (диод Б1) характерные зависимости от (рхр от и семейство характеристик приведены на рис. 2 и

рис. 3. Отличительной особенностью зависимости (¡>1 от (2Ж в диоде 1 типа является увеличение барьера ^ на промежуточном нелинейном участке при средних напряжениях. Зависимость этого типа наблюдается в диодах с толщиной окисного слоя более 2 нм. Увеличение барьера может быть объяснено преобладанием перезарядки дискретного уровня донорного типа находящегося в равновесии с валентной зоной полупроводника, над влиянием сил изображения и пространственного заряда полупроводника.

Для диода 2 типа (Б8) характерные зависимости щ от от (^¡с, и

семейство характеристик % от (п = 1,...,4), приведены на рис. 4 и рис. 5. Отличительной особенностью зависимости в диоде 1 типа является

уменьшение барьера (р^ на промежуточном нелинейном участке. Зависимость этого типа наблюдается в диодах с толщиной окисного слоя менее 1 нм. Уменьшение барьера может быть объяснено преобладанием перезарядки дискретного уровня донорного типа находящегося в

равновесии с зоной проводимости металла, над действием сил изображения и пространственного заряда полупроводника.

На двух линейных участках зависимости (рг от ()ж снижение барьера связано только с увеличением заряда с ростом напряжения для исследуемых типов диодов.

Характерное семейство характеристик для тока в диоде 1 типа '(Ш) приведено на рис. 5. Характерное семейство характеристик для тока в диоде

2 типа Б8 приведено на рис. 6. Все особенности зависимости тока и высоты барьера в Аи/п-81 диодах разных типов объясняются в рамках предложенной объединенной модели высоты барьера с учетом сил изображения, пространственного заряда полупроводника, перезарядки дискретного поверхностного уровня вблизи уровня Ферми и тонкого окисного слоя.

На рис. 7 и рис. 8 сравниваются вольтамперные характеристики первого и второго типа вместе с соответствующими квазиидеальными характеристиками, чтобы показать влияние изменения заряда дискретного поверхностного уровня на токовую характеристику. Неидеальная вольтамперная характеристика первого типа располагается в промежуточной области АГщ выше рассчитанной квазиидеальной характеристики. В то же время неидеальная вольтамперная характеристика второго типа располагается в промежуточной области АКщ ниже рассчитанной квазиидеальной характеристики. Экспериментальная вольтамперная характеристика располагается выше или ниже рассчитанной квазиидеальной кривой в зависимости от того, больше или меньше заряд на дискретных поверхностных уровнях при данном напряжении по сравнению с зарядом Qю в интервале напряжений АУи.

Таким образом, проведенные исследования экспериментальных зависимостей тока и высоты барьера в Аи/п-81 диодах от обратного напряжения с учетом перезарядки дискретного поверхностного уровня вблизи уровня Ферми в присутствии сил изображения и изменения пространственного заряда полупроводника подтвердили, во-первых, справедливость предложенной объединенной модели снижения барьера при обратном напряжении с учетом поверхностных эффектов, и, во-вторых, применимость методики определения параметров барьера и поверхностных состояний в рамках этой модели.

Основные результаты и выводы

1. Разработана объединенная модель снижения высоты барьера контакта металл-полупроводник с учетом поверхностных эффектов, которая включает иные модели в качестве частых случаев. Эта модель пригодна для описания снижения барьера при обратном напряжении. Учет вклада различных поверхностных эффектов позволяет количественным образом связать экспериментально измеряемую высоту барьера с технологией и технологическими параметрами. Контакт металл-полупроводник широко применяется в микроэлектронике.

2. В рамках объединенной модели рассмотрены различные типы обратных вольтамперных характеристик в зависимости от вклада поверхностных эффектов и зависимости каждого из них от напряжения. Уровень обратного тока определяет шумовые характеристики приборов микроэлектроники.

3. Рассмотрено влияние на высоту барьера перезарядки дискретного поверхностного уровня донорного (и акцепторного) типа при обратном напряжении в зависимости от толщины окисного слоя (более 2 нм, менее 1 нм) и других поверхностных эффектов. Получены аналитические выражения для этих частных случаев.

4. Разработан метод анализа зависимости барьера от поверхностных эффектов, основанный на выявлении линейных участков, соответствующих постоянству заряда на дискретном уровне, и нелинейного участка, связанного с изменением заряда дискретного уровня, например, при перезарядке дискретного уровня.

5. Разработан метод графического анализа зависимости высоты барьера от поверхностных эффектов при обратном напряжении. Предложены аналитические выражения.

6. Разработана новая методика определения параметров барьера, поверхностных состояний, а также толщины окисного слоя в диодах Шотки

с малой плотностью поверхностных состояний. Эта методика основана на использовании измерений обратной вольтамперной характеристики, проведенных в партии приборов, изготовленных с разной толщиной окисного слоя.

7. Установлено, что в Аи/п-81 диодах зависимость обратного тока от напряжения определяется зависимостью дрейфовой скорости от напряжения, а также зависимостью высоты барьера от перезарядки дискретного поверхностного уровня, вызываемой действием сил изображения и изменения пространственного заряда полупроводника.

8. Установлено влияние толстого (более 2 нм) и тонкого (менее 1 нм) окисного слоя на зависимость тока, барьера и перезарядки дискретного поверхностного уровня от обратного напряжения вследствие преимущественного электронного обмена дискретного уровня в первом случае с валентной зоной полупроводника, а во втором случае - с зоной проводимости металла.

9. Показано, что в Аи/п-81 диодах в запрещенной зоне кремния вблизи уровня Ферми на границе раздела существует перезаряжающийся уровень с энергией Е1 - Е, лежащей в пределах от 0.289 до 0.340 эВ. Установлено, что плотность поверхностных центров с этим уровнем зависит от толщины окисного слоя.

10. Исследования проведены на приборах (кремниевые полупроводниковые детекторы ядерных излучений), изготовленных с участием автора. Эти приборы были использованы в прикладных ядерно-физических экспериментах, в том числе - определении профилей примесей, имплантированных в кремний и арсенид галлия, диагностики поверхности твердого тела и т.д.

Публикации по теме диссертации:

1. ММ. Салохина, 'Модель изменения высоты барьера в диодах Шотки при обратных смещениях с учетом изменения заряда поверхностных состояний', Краткие сообщения по физике ФИАН, 1989, № 8, С. 41-43. М.М. Salokhina. Sov. Physics-Lebedev Inst. Reports, 1989, v.8, pp.56-6O.

2. M. M. Salokhina, 'A simple method of analysis of data on barrier height extracted from current-reverse voltage characteristic in Schottky diodes', Phys. scripta, 2000, v.62, P.4, pp.344-352.

3. M.M. Салохина, 'Зависимость токовой характеристики кремниевых поверхностно-барьерных детекторов ядерных излучений от толщины детектора', Краткие сообщения по физике ФИАН, 1998, № 10, С. 3-8.

4. М.М. Салохина, 'Неидеальные вольтфарадные характеристики полупроводниковых детекторов ядерных излучений, обусловленных большим последовательным сопротивлением', Краткие сообщения по физике ФИАН, 1998, № 5, С. 17-21.

5. М.М. Zhits, O.M. Klimkova, O.R. Niyazova, N.V. Popov, 'Radiation-enhanced diffusion-defect production ratio in y-irradiated silicon detectors', Phys. status solidi (a), 1972, v.10, №1, K23-K26.

6. M.M. Жиц, О.А Климкова, О.Р. Ниязова, Н.В. Попов, 'Соотношение диффузии и дефектообразования при воздействии гамма-излучения на кремниевые детекторы'. В сб."Метод радиационных воздействий в исследовании структуры и свойств твердых тел". Ташкент, Фан, 1971, С.117-128.

Рис. 1. Три типа вольтамперных характеристик в

в Ли/п-81 детекторах ядерных излучений: тип 1- диод Б7, тип 2 - диод Б8, тип 3 - диод Б9

Рис. 2. Зависимость высоты барьера от пространственного заряда

Обратное напряжение В

Рис. 5. Семейство характеристик 1В-У«_ в диоде первого типа (п = 1, ...,4).

Обратное напрпание V,, В

Рис. 6. Семейство характеристик /0 - У& в диоде 08 второго типа (п = 1,..., 4)

Ф-т 60x84/8. Уч.-изд.л. 1,5 Зак. №21469 Тираж 100 экз. Бесплатно

Отпечатано на компьютерной издательской системе Издательский отдел Института ядерных исследований Российской академии наук 117312, Москва, проспект 60-летия Октября, 7а

t {*(«; Ч

/ 'i'Wwti»,,,

71 Ш 2005 i ^'^м }

'•'■'Cl iftn^/

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Салохина, Маргарита Марковна

4 Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Простые модели формирования барьера Шотки

1.2. Механизмы переноса тока в диодах Шотки

1.2.1. Основные механизмы проводимости

1.2.2. Другие механизмы проводимости

1.3. Модели изменения барьера Шотки под действием приложенного обратного напряжения в присутствии постоянного поверхностного заряда

1.3.1. Снижение барьера из-за сил изображения

1.3.2. Снижение барьера, пропорциональное электрическому полю

1.3.3. Снижение барьера, пропорциональное электрическому полю, в диодах Шотки на основе силицид металла-кремний

1.3.4. Снижение барьера, пропорциональное электрическому полю, в диодах Шотки с промежуточным слоем

1.3.5. Снижение барьера, пропорциональное пространственному заряду, в диодах Шотки с промежуточным слоем ч 1.4. Модели снижения барьера с учетом изменения заряда поверхностных состояний под действием приложенного напряжения

1.4.1.Свойства поверхностных состояний

1.4.2. Снижение барьера в диодах Шотки под действием напряжения, поверхностные эффекты и коэффициент идеальности

1.4.3. Снижение барьера Шотки под действием напряжения с учетом вклада поверхностных состояний и других поверхностных эффектов

1.5. Методы измерения параметров барьера ч

Глава 2. Снижение барьера и рост тока в диодах Шотки с тонким окисным слоем при обратном напряжении, обусловленные суммарным действием вторичных поверхностных эффектов

2.1. Термоэмиссионный ток в слаболегированных диодах Шотки при обратном напряжении с учетом полевых эффектов

2.2. Моделирование снижения барьера в слаболегированных диодах Шотки с учетом основных поверхностных эффектов в условиях прохождения обратного термоэмиссионного тока

2.2.1. Высота барьера в диодах Шотки с тонким окислом

2.2.2. Структура поверхностного заряда в диоде Шотки для случая границы раздела с малой плотностью поверхностных состояний '

2.2.3. Полное падение напряжения на окисном слое при обратном напряжении

2.3. Характеристики диода Шотки с тонким окисным слоем с учетом суммарного действия поверхностных эффектов на барьер и ток

2.3.1. Зависимость высоты барьера от обратного напряжения

2.3.2. Обратная вольтамперная характеристика диода Шотки с учетом основных поверхностных эффектов

Глава 3! Зависимость высоты барьера и тока в диоде Шотки от обратного напряжения и технологических параметров. Типы

3.2. Типы зависимостей высоты барьера от обратного напряжения в диоде Шотки, соответствующие категории I

3.3. Типы зависимостей высоты барьера от обратного напряжения в диоде Шотки, соответствующие категории I) '

3.4. Типы зависимостей высоты барьера и тока от обратного напряжения в диоде Шотки, соответствующие категории III

3.4.1. Характеристики 1 и 2 типа <pBR,to-VR-dm в диодах Шотки с дискретным поверхностным уровнем донорного типа при толщинах окисного слоя с/и (более 2 нм) и di2 (менее 1 нм)

3.4.2. Характеристики 1 и 2 типа <pBR.iA-VR-dm в диодах Шотки с дискретным поверхностным акцепторным уровнем при толщинах окисного слоя с/и (более 2 нм) и da (менее 1 нм)

3.4.3. Характеристика 3 типа ^**BR,tD-VR-di3 в диоде Шотки типа 3 (1 нм < di3 < 2 нм) с двумя дискретными поверхностными уровнями донорного типа

3.4.4. Обсуждение характеристик

3.5. Типы вольтамперных характеристик Ir—VR—dm в случае суммарного влияния поверхностных эффектов на барьер при обратном напряжении в диодах Шотки с различными толщинами промежуточного (окисного)

3.5.1. Несколько типов вольтамперных характеристик в диодах Шотки с тонким окисным слоем

3.5.2. Обсуждение обратных вольтамперных характеристик

3.5.3. Информация, получаемая из наборов характеристик Ir~Vr первого и второго типа в диодах Шотки с толстым и тонким окислом

3.6. Зависимость высоты барьера и тока от технологических параметров

3.7. Выводы к главе

Глава 4. Метод анализа данных зависимости высоты барьера от пространственного заряда полупроводника

4.1. Анализ данных по высоте барьера и по изменению заряда на поверхностных уровнях

4.2.Сравнение с другими методами анализа

4.3. Семейство характеристик

4.3.1. Семейство характеристик для описания зависимости высоты барьера от обратного напряжения

4.3.2. Семейство характеристик для описания зависимости термоэмиссионного тока от обратного напряжения характеристик

3.1. Классификация характеристик

Глава 5. Применение обратных вольтамперных характеристик , для определения параметров барьера, параметров дискретных поверхностных уровней и толщины окисного слоя в диодах Шотки

5.1. Определение параметров барьера и дискретных поверхностных уровней на основе анализа зависимости высоты барьера срг от пространственного заряда Qsc

5.2. Графическое представление двух семейств характеристик для барьера и тока при обратном напряжении

5.3. О точности вычисления постоянной высоты барьера и изменений барьера 92 Выводы

Глава 6. Изучение влияния поверхностных эффектов на зависимость тока и высоты барьера от обратного напряжения в Au/n-Si поверхностно-барьерных детекторах излучений. Экспериментальная часть.

6.1. Поверхностно-барьерные кремниевые детекторы ядерных излучений

6.2. Интерпретация обратных вольтамперных характеристик и снижения барьера в Au/n-Si детекторах ядерных излучений на основе анализа зависимости высоты барьера фг от пространственного заряда полупроводника Qsc

6.2.1. Интерпретация обратных вольтамперных характеристик первого типа и снижения барьера в Au/n-Si диодах

6.2.2. Интерпретация обратных вольтамперных характеристик второго типа и снижения барьера в Au/n-Si диодах

6.2.3. Интерпретация обратных вольтамперных характеристик других типов в Au/n-Si диодах

6.2.4. Влияние технологических параметров на ВАХ 138 Основные результаты и выводы 143 Приложение П1. Заполнение и перезарядка дискретных поверхностных уровней в структуре металл-полупроводник с тонким окисным слоем при обратном напряжении 146 Приложение П2. Типы характеристик V«-VR в диодах Шотки с тонким окисным слоем при обратном напряжении 150 П2.1. Классификация типов характеристик \Zit = f(VR) в зависимости от толщины окисного слоя 150 П2.2. Начальный заряд на поверхностных уровнях, локализованных вблизи уровня Ферми, в зависимости от толщины окисного слоя и типа . уровней

П2.3. Зарядовое поведение поверхностных уровней при обратном напряжении в зависимости от толщины окисного слоя и типа уровней 152 П2.4. Типы характеристик IV-Vr в диодах Шотки с поверхностными центрами донорного (акцепторного) типа при различных толщинах окисного слоя

П2.5. Тип характеристик, соответствующий зарядовому поведению двух дискретных поверхностных уровней донорного типа при обратном напряжении

П2.6. Обсуждение характеристик Vn = f(VR) Список литературы

Введение диссертация по физике, на тему "Исследование эффекта понижения высоты барьера в поверхностно-барьерных детекторах ядерных излучений на основе структуры золото-кремний"

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Приборы с барьером Шотки используют контакт металла с полупроводником. Развитие теории контакта металл-полупроводник и совершенствование технологии привели к широкому применению приборов с барьером Шотки. Выпрямляющие свойства переходов с барьером Шотки используются в таких приборах, как диоды, смесители, умножители, модуляторы, переключатели, оптические преобразователи, солнечные элементы, фотодетекторы и детекторы ядерных излучений и т.п.

Электрические свойства приборов с барьером Шотки тесно связаны со свойствами поверхности и границ раздела полупроводника. В течение последних сорока лет были выполнены многочисленные исследования влияния, поверхности на электрические свойства барьера Шотки. Основные результаты подробно изложены в известных книгах [1-8] и обзорах [9-14]. Миниатюризация полупроводниковых приборов повышает роль поверхности и границ раздела в работе приборов. Эта тенденция приводит к тому, что в последние годы наблюдается значительная активизация исследований электронных процессов на поверхности полупроводниковых приборов разных типов.

Одной из важнейших рабочих характеристик прибора с барьером Шотки является высота барьера. Выпрямляющие свойства барьера Шотки являются предметом активных исследований до настоящего времени, но они не поняты еще до конца. В параметрах барьера, определяемых различными методами (основанными на C-V, I-V и фотоэлектрических измерениях), наблюдается значительный разброс, а также наблюдается слабая зависимость 'от работы выхода металла и др. [1-8]. В токовых измерениях наблюдаются различные типы зависимости высоты барьера от обратного напряжения, которые в большинстве случаев не объясняются теорией. В то же время различные теории

4,5,15-23] удовлетворительно объясняют зависимость барьера от обратного напряжения, полученную Андрюсом и Лепселтером [15] для диодов на основе Pd2Si-n-Si, PtSi2-n-Si, ZrSi2-n-Si, RhSi2-n-Si и RhSi-p-Si. Эти проблемы не решены еще до конца. Следующие причины существуют: 1. сложность реальной структуры границы раздела между металлом и полупроводником; 2. ограниченная точность существующих методов определения параметров барьера и слабые поверхностные эффекты; 3. различные сопутствующие явления в процессе переноса носителей заряда над барьером.

Другой важнейшей рабочей характеристикой прибора с барьером Шотки, наряду с высотой барьера, является обратная вольтамперная характеристика, но согласие между теорией и экспериментальными данными для большинства диодов отсутствует. Несмотря на большое количество работ, посвященных изучению токовых характеристик барьера Шотки, существует очень мало-работ, связанных с интерпретацией обратных вольтамперных характеристик этого барьера [4,5,15-27].

Поэтому, несмотря на достижения в теории и технологии, использование приборов с барьером Шотки требует дальнейшей разработки теории формирования барьера контакта между металлом и полупроводником с учетом сложной структуры границы раздела, установления детальной связи между параметрами приборов и характеристиками материалов, деталями границы раздела и технологическими операциями. Также необходимо повышение точности экспериментального определения параметров барьера.

Таким образом, актуальность такого исследования определяется тем, что изучение изменений высоты барьера в диодах Шотки (ДШ) дает ценную информацию о механизме формирования барьера с учетом поверхностных эффектов, о влиянии на него параметров контактирующих материалов и технологии изготовления, о параметрах барьера и поверхностных состояний. Контакт с барьером Шотки широко применяется в разных типах приборов микроэлектроники, а система золото-кремний является технически значимой системой. Это направление остается до сих пор областью активных исследований, поскольку не понят до конца механизм формирования барьера (см., например, [25]).

Цель работы. Целью настоящей работы была разработка теории, позволяющей описать поведение барьера и тока с учетом слабых поверхностных эффектов в широком диапазоне обратных смещений (на основе анализа данных I-V измерений) и разработка метода определения параметров барьера и поверхностных состояний в ДШ с тонким промежуточным слоем. Дополнительная цель состояла в том, чтобы дать описание поведения барьера и тока (и формулы для определения параметров барьера) в аналитическом и графическом виде, удобном для применения на практике. К другому аспекту решения этой задачи относится экспериментальная проверка полученных теоретических положений на контакте золото-кремний с естественным, окисным слоем в поверхностно-барьерных детекторах ядерных излучений. Научная новизна работы.

Разработана новая объединенная модель снижения высоты барьера в ДТП при обратном напряжении с учетом поверхностных эффектов. В рамках объединенной модели рассмотрены различные типы обратных вольтамперных характеристик в зависимости от вклада поверхностных эффектов и зависимости каждого из них от напряжения.

Рассмотрено влияние на высоту барьера перезарядки дискретного поверхностного уровня донорного (и акцепторного) типа при обратном напряжении в зависимости от толщины окисного слоя (более 2 нм, менее 1 нм) и других поверхностных эффектов.Разработан метод анализа зависимости барьера от поверхностных эффектов, основанный на выявлении линейных участков, соответствующих постоянству заряда на дискретном -уровне, и нелинейного участка, связанного с изменением заряда дискретного уровня, например, при перезарядке дискретного уровня.

Разработан метод графического анализа зависимости высоты барьера-от поверхностных эффектов при обратном напряжении. Разработана методика определения параметров барьера, поверхностных состояний, а также толщины окисного слоя в ДШ с малой плотностью поверхностных состояний, основанная на зависимости обратного тока от напряжения и толщины окисного слоя.

Практическая значимость работы.

Полученные аналитические выражения, описывающие зависимость от обратного напряжения и толщины окисного слоя тока и барьера с учетом поверхностных эффектов, позволяют количественно связать параметры барьера и поверхностных состояний, как с параметрами контактирующих материалов, так и с технологическими параметрами. Благодаря этому, обеспечена возможность прогнозирования и оптимизации рабочих характеристик ДШ.

Выражение для зависимости высоты барьера с учетом сил изображения в терминах пространственного заряда может быть применено при анализе различных типов зависимости высоты барьера от напряжения в ДШ, изготовленных по разным технологиям. Благодаря этому методу, упрощается выявление в неидеальной зависимости высоты барьера от пространственного заряда квазиидеальных участков, соответствующих отсутствию изменения поверхностного заряда, например, при перезарядке дискретных поверхностных уровней.

Метод определения параметров барьера, поверхностных состояний и толщины окисного слоя в ДШ с малой плотностью поверхностных состояний (изготовленных по разным технологиям) основан на использовании данных зависимости тока от обратного напряжения и от толщины окисного слоя. Этот простой, неразрушающий метод может быть применен для контроля и оптимизации технологических процессов, для контроля и оптимизации рабочих характеристик прибора, при исследовании процессов старения и изучения влияния внешних воздействий на характеристики прибора, при исследовании свойств поверхности полупроводника. Основные положения, выносимые на защиту:

В рамках объединенной модели изменения барьера при обратном напряжении с учетом поверхностных эффектов объясняются различные типы вольтамперных характеристик при обратном напряжении. Они объясняются с учетом вклада поверхностных состояний относительно вклада сил изображения и пространственного заряда полупроводника.

Установлено, что линейные участки зависимости высоты барьера с поправкой на силы изображения от пространственного заряда, полученной на основе экспериментальных данных позволяют определить постоянную высоту барьера при нулевом пространственном заряде и емкость окисного слоя. Перезарядке поверхностных дискретных уровней соответствуют две постоянных высоты барьера, относящихся к состояниям опустошения и заполнения этих уровней. Разность этих высот барьера позволяет определить плотность поверхностных центров, характеризуемых этим уровнем, и энергетическое положение дискретного поверхностного уровня, локализованного вблизи уровня Ферми, относительно верха валентной зоны.

Показано, что применение для анализа экспериментальных данных по барьеру и току двух семейств модифицированных высот барьера от пространственного заряда (рп - Qsc (n = 1, ., 4) и модифицированных токов от напряжения /п - Vr позволяет количественно и наглядно показать влияние поверхностных эффектов на характеристики барьера и тока.

Показано, что "мягкие" вольтамперные характеристики в Au/n-Si диодах имеют участок, который определяется уменьшением положительного заряда поверхностных уровней донорного типа при одновременном увеличении заряда сил изображения и положительного пространственного заряда в полупроводнике. Эти характеристики соответствуют ДТТТ с толщиной окисного слоя более 2 нм и перезаряжающимися поверхностными дискретными уровнями при обратном напряжении, которые преимущественно обмениваются электронами с валентной зоной полупроводника.

Показано, что в Au/n-Si диодах наблюдаются вольтамперные характеристики с крутым участком. На крутом участке наклон характеристики определяется увеличением положительного заряда поверхностных уровней донорного типа, а также одновременным увеличением заряда сил изображения и положительного пространственного заряда полупроводника. Подобные характеристики соответствуют ДТТТ с толщиной окисного слоя менее 1 нм и перезаряжающимися поверхностными дискретными уровнями при обратном напряжении, которые преимущественно обмениваются электронами с зоной проводимости металла.

Публикации. Основной материал диссертации опубликован в 6 статьях, список которых приведен в конце диссертации.

Диссертация состоит из введения, шести глав, включая основные выводы, двух приложений и список литературных ссылок из 141 наименований. Общий объедо диссертации составляет 165 страниц и включает 31 рисунок, 8 таблиц.

Заключение диссертации по теме "Приборы и методы экспериментальной физики"

Основные результаты и выводы

6. Разработана новая методика определения параметров барьера, поверхностных состояний, а также толщины окисного слоя в диодах Шотки с малой плотностью поверхностных состояний. Эта методика основана на использовании измерений обратной вольтамперной характеристики, проведенных в партии приборов, изготовленных с разной толщиной окисного слоя.

7. Установлено, что в Au/n-Si диодах зависимость обратного тока от напряжения определяется зависимостью дрейфовой скорости от напряжения, а также зависимостью высоты барьера от перезарядки дискретного поверхностного уровня, вызываемой действием сил изображения и изменения пространственного заряда полупроводника.

9. Показано, что в Au/n-Si диодах в запрещенной зоне кремния вблизи уровня Ферми на границе раздела существует перезаряжающийся уровень с энергией Et - Ev, лежащей в пределах от 0.289 до 0.340 эВ. Установлено, что плотность поверхностных центров с этим уровнем зависит от толщины окисного слоя.

Результаты диссертации опубликованы в 6 печатных работах. Эти включены в Список литературы под номерами 19,20, 137-140.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Салохина, Маргарита Марковна, Москва

1. В. И. Стриха, 'Теоретические основы работы контакта металл-полупроводник', Киев, Наукова думка, 1974.

2. B. И. Стриха, Е. В. Бузанева, И. А. Радзиевский, 'Полупроводниковые приборы с барьером Шотки (физика, технология, применение)', под ред. В. И. Стрихи. М., Советское Радио, 1974.

3. S. М. Sze, 'Physics of Semiconductor Dev.', 2nd edn. Wiley, New York, 1981, Chap. 8. Зи

4. C. M. Физика полупроводниковых приборов. М. Мир, 1984.

5. Е. Н. Rhoderick, 'Metal-Semiconductor Contacts', Clarendon, Oxford, 1980.

6. E. H. Rhoderick and R. H. Williams, 'Metal-Semiconductor Contacts', 2nd edn. Oxford1. Clarendon, 1988.

7. A. Милне, 'Примеси с глубокими уровнями в полупроводниках'. М. Мир, 1977, гл.5.

8. F. A. Padovani, 'Metal-semiconductor barrier devices', Semicond. and Semimet., 1971, v.7A, pp. 75-146.

9. B. L. Sharma and S. C. Gupta, 'Metal-semiconductor Schottky barrier junctions. Part I — Fabrication', Solid-StateTechoI., 1980, v.23,№ 5, pp.97-101.

10. B. L. Sharma and S. C. Gupta, 'Metal-semiconductor Schottky barrier junctions. Part II — Characterization and applications', Solid-StateTechnol., 1980, v.23, № 6, pp.90-95.

11. V. L. Rideout, 'A review of the theory, technology and applications of metal-semiconductor rectifiers', Thin Solid Films, 1978, v.48, № 3. pp. 261-291.

12. H.H. Tseng and C. Y. Wu, 'A simple interfacial-layer model for the nonideal I-V and C-V characteristics of the Schottky-barrier diode', Solid-State Electron., 1987, v.30, №4, pp.383390.

13. M. M. Salokhina, 'A simple method of analysis of data on barrier height extracted from current-reverse voltage characteristic in Schottky diodes', Phys. scripta, 2000, v.62, P.4, pp.344-352.

14. R.T. Tung. 'Electron-transport at metal-semiconductor interfaces general theory', Phis. Rev. B, 1992, v.45, №23,13509-13523.

15. R.T. Tung. 'Recent advances in Schottky barrier concepts', Mat. Sci. ing. R, 2001, v.35, №13, pp.1-138.

16. C.Y. Wu, 'Interfacial layer theory of the Schottky barrier diodes', J. Appl. Phys., 1980, v.51, № 7, pp.3786-3789.

17. C.Y. Wu, 'Interfacial layer-thermionic-diffusion theory for the Schottky barrier diode', J. Appl. Phys., 1982, v.53, № 8, pp.5947-5950.

18. A. Singh, P. Cova, and R.A. Masut. 'Reverse I -V and С V characteristics of Schottky barrier type diodes on Zn doped InP epilayers grown by metalorganic vapor phase epitaxy'. J. Appl. Phys., 1994, v.76, 10, pp.2336-2342.

19. K. Maeda, I. Umezu, H. Ikoma and T. Yoshimura, 'Non-ideal J-К characteristics and interface states of an a-Si:H Schottky barrier', J. Appl. Phys., 1990, v.68, № 6, pp.2858-2867.

20. D. Donoval, V. Drobny and M. Luza, 'A contribution to the analysis of the 1 V characteristics of Schottky structures', Solid-State Electron., 1998, v.42, № 2, pp.235-241.

21. Николлиан, А. Синха, 'Влияние поверхностных реакций на электрические характеристики контактов металл — полупроводник'. В сб. 'Тонкие пленки'. М., Мир, 1982.

22. W. Schottky, Naturwissenschaften, 1938, v.26, p. 843; Z. Phys., 1939, v.113, p. 367; 1942, v.118, p. 539.

23. N. F Mott, 'Note on the Contact between a Metal and an Insulator or Semiconductor', Proc. Camb. Phil. Soc., 1938, v.34, p. 568.

24. Давыдов Б. И., ЖТФ, 1938, т.5, с.87.

25. Давыдов Б.И., 'О выпрямляющем действии полупроводников', 1939, т.1, с.167. J. Phys. (СССР), 1939, v.l, р.167.

26. Давыдов Б.И., J. Phys. USSR, 1941, v.4, р.335.

27. J. Bardeen, 'Semiconductor research leading to the point contact transistor', in Nobel Lectures in Physics, 1942-1961, Elsevier, New York, 1964, pp. 318-341.

28. M. Cowley and S. M. Sze, 'Surface states barrier height of metal-semiconductor systems', J. Appl. Phys., 1965, v.36, pp. 3212-3220.

29. H. A. Bethe, 'Theory of the boundary layer of crystal rectifiers', Mass. Inst.Tech. Radiat. Lab. Rep. 43-12. November, 1942.

30. W. Schottky, Naturwissenschaften, 1938, v.26, p. 843; Z. Phys., 1939, v.113, p. 367; 1942, v.118, p. 539.

31. W. Schottky and E. Spenke, Wiss. Veroff. Siemens-wercen, 1939, v.18, p. 225.

32. C.R. Crowell and S. M. Sze, 'Current transport in metal-semiconductor barriers', Solid-State Electron., 1966, v.9, pp. 1035-1048.

33. E. H. Rhoderick, 'The conduction mechanism in Schottky diodes', Proc. 1972 European Solid-State Device Research Conf., 1973, p. 208.

34. S. M. Sze, C. R. Crowell and D. Kahng, 'Photoelectric determination of the image force dielectric constant for hot electrons in Schottky barriers', J. Appl. Phys., 1964, v.35, pp. 25342536.

35. T. Arizumi and M. Hirosi, 'Transport properties of metal-silicon Schottky barriers', 1969, v.8, № 6, pp.749-754.

36. M. P. Lepselter and S. M. Sze, 'Silicon Schottky barrier diodes with near-ideal I-V characteristics', Bell Syst. Tech. J., 1968, v.47, № 2, pp. 195-208.

37. J. M. Andrews, 'The role of the metal-semi conductor interface in silicon integrated circuit technology', J. Vac. Sci.Tech., 1974, v.ll, pp. 972-984.

38. V. L. Rideout and C. R. Crowell, 'Effects of image force and tunneling on current transport in metal-semiconductor (Schottky barrier) contacts', Solid-State Electron., 1970, v.13, pp. 9931009.

39. C. Furio, G. Charitat, A. Lhorte and J. M. Dilhac, 'Barrier lowering effects for metal-silicide Schottky diodes at high reverse bias', EPE Journal, 1998, v.7, № 3-4, pp.7-11.

40. J.H. Werner, H.H. Guttler. 'Barrier inhomogeneities at Schottky contacts.' J. Appl. Phys., 1991, v.69, № 3, pp.1522-1533.

41. J.H. Werner, H.H. Guttler. 'Transport-properties of inhomogeneous Schottky contacts.' 1991, v.T39, pp.25 8-264.

42. R.T. Tung. 'Electron transport at metal-semiconductor interfaces: General theory.' Phys. Rev. B, 1992, v.45, № 23, pp.13509-13523.

43. K. J. В. M. Nieuwesteeg, M. van der Veen, T. J. Vink, and J. M. Shannon, 'On the current mechanism in reverse-biased amorphous-silicon Schottky contacts. II. Reverse-bias current mechanism', J. Appl. Phys., 1993, v.74, № 4, pp.2581-2589.

44. G.H. Parker, T.C. McGill, C.A. Mead, and D. Hoffman, 'Solid-State Electron., 1971, v.ll, pp.201.

45. R. F. Broom, 'Doping dependence of the barrier height of palladium-silicide Schottky-diodes', Solid-State Electron., 1971, v.14, pp.1087-1092.

46. S. Fujita, S. Naritsuka, T. Noda, A. Wagai and Y. Ashizawa, 'Barrier height lowering of Schottky contacts on AlInAs layers grown by metal-organic chemical-vapor deposition', J. Appl. Phys., 1993, v.73, № 3, pp.1284-1287.

47. H.K. Henish, 'Semiconductor contacts an approach to ideas and models, Oxford: Clarendon, 1984.

48. M.S. Tyagi, 'Physics of Schottky barrier junctions, Ch.l. of'Metal-semiconductor Schottky barrier junctions and their applications', B.L. Sharma, Ed. New York: Plenum, 1984.

49. Ф. Бехштедт, P. Эндерлайн, 'Поверхности и границы раздела полупроводника'. М., Мир, 1990.

50. L.B. Freeman and W.L. Dahlke, 'The theory of tunneling into interface states', Solid-State Electron., 1970, v.13, pp. 1483-1503.

51. R.N. Hall, 'Electron-hole recombination in germanium', Phys. Rev., 1952, v.87, №2, p.387.

52. W. Schokley and W.T. Read Jr., 'Statistics of the recombination of holes and electrons', Phys. Rev., 1952, v.87, №5, pp.835-842.

53. J. S. Blakemore, 'Semiconductor Statistics', Dover, New York, 1982. Блейкмор Дж. Статистика электронов в полупроводниках. Под ред. JI. JI. Киренблита. — М., Мир, 1964.

54. Н.Н. Tseng and C.Y. Wu, 'The distortion of the interface-state spectrum due to nonequilibrium occupancy of the interface states at the metal-semiconductor interface', J. Appl. Phys., 1987, v.61, №8, pp.2966-2972.

55. C. Y. Chang and S. J. Wang, 'On occupation functions of donor- and acceptor-like interface states in metal-insulator-semiconductor tunnel structures', Solid-State Electron., 1985, v.28, №12, pp. 1185-1195.

56. C. Card and E. H. Rhoderick, 'Studies of tunnel MOS diodes. I. Interface effects in silicon Schottky diodes', J. Phys.: Appl. Phys., 1971,v.4,№ 10, pp.1589-1601.

57. L.G. Walker, 'Determination of surface state density in tunnel MOS devices from current-voltage characteristics', Solid-State Electron., 1974, v.17, №7, pp. 765-767.

58. Zs. Horvath, 'Evaluation of the interface state energy distribution from Schottky I-V characteristics', J. Appl. Phys., 1988, v.63, № 3, pp.976-978.

59. M. Beguwala and C.T. Crowell, 'Determination of hafnium-p-type silicon Schottky barrier height', J. Appl. Phys., 1974, v.45, №6, pp. 2792-2794.

60. H.H. Tseng and C. Y. Wu, 'A simple technique for measuring the interface-state density of the Schottky barrier diodes using the current-voltage characteristics', J. Appl. Phys., 1987, v.61,№ l,pp. 229-304.

61. P. P. Sahay, 'Interface state energy distribution from non-ideal (I — V) characteristics of Ni/n-Si Schottky', Indian J. Phys., 1996, v.70A, № 5, pp.613-618.

62. G. Gomila and J.M. Rubi, 'Relation for the nonequilibrium population of the interface states: ffects on the bias dependence of the ideality factor', J. Appl. Phys., 1997, v.81, №6, pp. 26742681.

63. G. Gomila, 'Effects of interface states on the non-stationary transport properties of Schottky contacnts and metal-insulator-semiconductor tunnel diodes', J. Phys. D: Appl. Phys., 1999, v.32, №1, pp.64-71.

64. К. Maeda, Н. Ikoma, К. Sato, and Т. Ishida, 'Current-voltage characteristics and interface state density of GaAs Schottky barrier', Appl. Phys. Lett., 1993, v.62, p.2560-2562.

65. Y.S. Lou and C.Y. Wu, 'A self-consistent characterization methodology for Schottky-barrier diodes and ohmic contacts', IEEE Trans. Electron Dev., 1994, v.41, №4, pp.558-566.

66. V.I. Strikha, 'Calculation of the V-I characteristics of a pressed contact between a metal and a semiconductor with an oxide surface layer', Radio Eng. Electron. Phys., 1964, v.9, №4, pp. 552-557.

67. R.B. Darling, 'Influence of monoenergetic surface state occupation of holes and electrons on Fermi level pinning of metal-GaAs interfaces', J. Vac. Sci. Tech. A., 1992, v.10, №4, pp.1035-1040.

68. R.B. Darling, 'Current-Voltage characteristics of Schottky barrier diodes with dynamic interfacial defect state occupancy', IEEE Trans. Electron Dev., 1996, v.43, №7, pp.538-544.

69. H. Norde, 'A modified forward I-V plot for Schottky diodes with high series resistance', J. Appl. Phys., 1979, v.50, №7, pp.5052-5053.

70. K. Sato and Y. Yasumura, 'Study of forward I-V plot for Schottky diodes with high series resistance', J. Appl. Phys., 1985, v.58, pp.3655-3657.

71. S.K. Cheung and N.W Cheung, 'Extraction of Schottky diodes parameters from forward current-voltage characteristics', Appl. Phys. Lett., 1986, v.49, №2, pp.85-87.

72. T.C. Lee, C.D. Beting, and H.L. Au, 'A systematic approach to the measurement of ideality factor, series resistance and barrier height of Schottky diodes', J Appl. Phys., 1992, v.72, pp.4739-4742.

73. A.I. Prokopyev and S.A. Mesheryakov, 'Restrictions of forward I-V methods for determination of Schottky diode parameters', Measurement, 2003, v.33, №2, pp.135-144.

74. A.B. McLean, I.M. Dharmadasa and R.H. Williams, 'Schottky-barrier height determination in the presence of interfacial disorder', Semicond. Sci.Tech., 1986, v.l, №2, pp.137-142.

75. D.Donoval et al., 'A self consistent approach to IV-measurements on rectifying metal-semiconductor contacts', Solid-State Electron., 1989, v.32, №11, pp.961-964.

76. M. Barus and D. Donoval, 'Analysis of I- V measurements on CrSi Schottky structures in a wide temperature range', Solid-State. Electron., 1993, v.36, №7, pp.969-974.

77. D. Donoval, V. Drobny and M. Lusa, 'A contribution to the analysis of the I-V characteristics of the Schottky structures', Solid-State. Electron., 1998, v.42, №2, pp.235-241.

78. Z.L. Horvath, A. Bosacci, S. Franchi et al., 'Electrical behavior of epitaxial Al/n-Alo.25Gao.75 As junctions effect of the composition of undoped AlxGai.xAs caplayer', 1995, v.8-10,959-961.

79. C. R. Crowell and V. L. Rideout, 'Normalized thermionic-field (TF) emission in metal-semiconductor (Schottky) barriers', Solid-State. Electron., 1970, v.12, pp.89-105.

80. A. Padovani and R. Stratton, 'Field and thermionic field emission in Schottky barriers', Solid-State Electron., 1966, v.9, pp.695-707.

81. P. A. Tove, S. A. Hyder and G. Susila, 'Diode characteristics and edge effects of metal-semicodator diodes', Solid-State Electron., 1973, v.16, №4, pp.513-521.

82. P. A. Tove, 'Methods of avoiding edge effects on semiconductor diodes', J. Phys. D: Appl. Phys., 1982, v.l5, pp. 517-536.

83. Б.А. Безбородиков, А. Н. Король и Д. И. Шека, 'Влияние краевых эффектов на характеристики планарных диодов с барьером Шотки'. В кн.: Полупроводниковые приборы с барьером Шотки. Сб. научн. тр. Киев: Наукова думка, 1979, с.31-36.

84. S. Chand and J. Kumar, 'Evidence for the double distribution of barrier heights in Pd2Si/n-Si Schottky diodes from I-V-Tmeasurements', Semicond. Sci.Tech., 1996, v.ll, №8, pp.12031208.

85. J. Osvald and E. DobroCka, 'Generalized approach to the parameter extraction from 1-V characteristics of Schottky diodes', Semicond. Sci.Tech., 1996, v.ll, №8, pp.1198-1202.

86. J. Osvald, 'Numerical study of electrical transport in inhomogeneous Schottky diodes', J. Appl. Phys., 1999, v.85, №3, pp.1935-1942.

87. Z.J. Horvath, 'Lateral distribution of Schottky barrier height a theoretical approach', Vacuum, 1995, v.46, №8-10, pp.963-966.

88. H.A. Cetinkara, A. Turut, D.M. Zengin, and S. Erel, 'The energy distribution of the interface state density of Pb/p-Si Schottky contacts exposed to clean room air', Appl. Surf. Sci., 2003, v.207, №1-4, pp. 190-199.

89. C.D. Wang, C.Y. Zhu, G.Y. Zhang et al., 'Accurate electrical characterization of forward AC behavior of real semiconductor diode: Giant negative capacitance and nonlinear interfacial layer', IEEE Trans. Electron Dev., 2003, v.50, №4, pp.1145-1148.

90. S.J. Fonash, 'Theory of capacitance and conductance behavior of Schottky-barrier and conducting M-I-S diodes with interface traps', J. Appl. Phys., 1977, v.48, №9, pp.3953-3958.

91. S.J. Fonash, 'A reevaluation of the meaning of capacitance plots for Schottky-barrier-type diodes', J. Appl. Phys., 1983, v.54, №4, pp.1966-1975.

92. P. Muret and A. Deneuville, 'Capacitance spectroscopy of localized states at metal-semiconductor interfaces. I. Theory', J. Appl. Phys., 1982, v.53, №9, pp.6289-6299.

93. P. Muret, 'Capacitance spectroscopy of localized states at metal-semiconductor interfaces. II. Experiments about Ag, Au, and Ni on crystalline (111) Si surfaces', J. Appl. Phys., 1982, v.53, №9, pp.6300-6307.

94. E.M. Vogel, W.K. Henson, C.A. Richter, J.S. Suehle, 'Limitations of conductance to the measurement of the interface states density of MOS capacitors with tunneling gate dielectrics', IEEE Trans. Electron Dev., 2000, v.47, №3, pp.601-608.

95. E. Ayyildiz, C.N.H. Lu and A. Turut, 'The determination of the interface-state density distribution from capacitance-frequency measurements in Au/N-Si Schottky barrier diodes', J. Electron. Mater., 2002, v.31, №2, pp.119-123.

96. B. Cvikl and D. Korosak, 'Interfacial net charge of nonintimate Schottky junctions', J. Appl. Phys., 2002, v.91, №7, pp.4381-4290.

97. S. Kar and W. E. Dahlke, 'Interface states in MOS structures with 20-40 A thick Si02 films on nondegenerate Si', Solid-State Electron., 1972, v.15, pp.221-237.

98. S. Sanial and P. Chattopadhyay, 'Effect of exponentially distributed deep level on the current and capacitance of a MIS diode', Solid-State Electron., 2001, v.45, pp.315-324.

99. Э. Николлиан и А. Синха, 'Влияние поверхностных реакций на электрические характеристики контактов металл-полупроводник'. В кн.: Тонкие пленки. М. Мир,1982, с.484.

100. М. Ламперт и П. Марк, 'Инжекционные токи в твердых телах'. М., Мир, 1973, с.49.

101. Дж. Дирнли и Д. Нортроп, 'Полупроводниковые счетчики ядерных излучений', пер. под ред. В. С. Вавилова. М., 1966.

102. Ю. К. Акимов и др., 'Полупроводниковые детекторы ядерных частиц'. М., Атомиздат, 1967.

103. К. Клайкнехт, 'Детекторы корпускулярных излучений'. М. Мир. 1990.

104. К. Группен, 'Детекторы элементарных частиц'. Сибирский хронограф. 1999.

105. Л.И. Барабаш и П.Г. Литовченко, 'Роль поверхности в кремниевых детекторах ядерных излучений'. В кн.: Полупроводниковая техника и микроэлектроника, 23. Киев, Наукова думка, 1976, К., с.16-30.

106. R.J. Archer, J. Opt. Soc. Am., 1962, v.52, p.970.

107. Л. Гумнерова, Б.П. Осипенко, Л. А. Пермякова, H.M. Прахов, 'Кремниевые поверхностно-барьерные детекторы с низкими токами утечки. Препринт ОИЯИ, 1973, 13-7341.

108. Е.М. Verbitskaya, V.K. Eremin, А.М. Ivanov, et al., 'Measurement of parameters determined energy and charg losses in silicon ion detectorsYInstrum. Exp. Tech., 1990, P.l, v.33, №6, pp.1290-1293.

109. E.M. Verbitskaya, V.K. Eremin, A.M. Malyarenko, et al., 'Precision semiconductor spectrometry of ions', Semiconductors, 1993, v.27, №11-12, pp.1127-1136.

110. P.G. Litovchenko, W. Wahl, D. Bisello, et al., 'Silicon detectors for gamma-ray and beta-spectroscopy', Nucl. Instrum. Meth. A, 2003, v.512, №1-2, pp.408-411.

111. V.F. Kushniruk, E. Bialkovski, E. Nossrevska, et al., 'Heavy charged particle detectors based on high-resistivity epitaxial silicon layers', Instrum. Exp. Tech., 2000, v.43, №5, pp.597-601.

112. M.G. Gomov, O.M. Grebennikova, Y.B. Gurov, et al., 'Large-area semiconductor-detectors of high-resistance silicon produced by neutron doping', Instrum. Exp. Tech.,1990, v.33, №3, pp.554-557.

113. M.G. Gornov, Y.B. Gurov, S.V. Dovgun, V.G. Sandukovskii, 'Surface-barrier telescope detectors', Instrum. Exp. Tech., 1994, v.37, P.l, №3, pp.291-295.

114. E.D. Klema, 'Preparation of high-resistivity silicon surface barrier detector for use at large reverse bias voltages', Nucl. Instrum. Meth., 1964, v.26, pp.206-209.

115. F. Cappelani, Q. Restelli, 'Constructions and considerations of silicon surface barrier detectors', Nucl. Instrum. Meth., 1964, v.25, №2, pp.230-241.

116. P. A. Tove, 'The role of contacts to nuclear radiation detectors', Nucl. Instrum. Meth., 1976, v.133, pp.445-452.

117. P. A. Tove, S. A. Hyder and G. Susila, 'Diode characteristic and edge effects of metal-semicodator diodes', Solis-State Electron., 1973, v.16, pp.513-521.

118. P. A. Tove, G. Susila and S. A. Hyder,'Reverse diode characteristics of evaporated Au-n-Si', 1974, Solid-State Electron., 1974, v.17, №4, pp.411-412.

119. S. Berg and L. P. Andersson, 'Voltage-dependent reverse current in high resistivity siliicon surface-barrier diodes', Nucl. Instr. Meth., 1974, v.114, №2, pp.241-244.

120. L.P. Andersson, S.A. Hyder, S.Berg, 'Minority carrier injection and resistance modulation in silicon surface-barrier diodes', Nucl. Instr. Meth., 1974, v.114, №2, pp.237-239.

121. G. Fabri, M. Nasini, G. Redalli, 'Non-injecting back-contacts in surface barrier silicon detectors', Nucl. Instr. Meth., 1967, v.53, №2, pp.337-338.

122. P. A. Tove, K. Bohlin and H. Norde, 'Computer modeling of high barrier Schottky diodes applied to study of the accuracy of experimental barrier determination', Surf, sci., 1983, v.132, №1-2, pp.264-267.

123. Ю.Р. Носов, 'Физические основы работы полупроводникового диода в импульсном режиме'. М. Наука, 1968.

124. Н. Norde, 'A modified forward I-V plot for Schottky diodes with high series resistance', 1979, v.50, №7, pp.5052-5053.

125. M.M. Салохина, 'Зависимость токовой характеристики кремниевых поверхностно-барьерных детекторов ядерных излучений от толщины детектора', Краткие сообщения по физике ФИАН, 1998, № 10, С. 3-8.

126. М.М. Салохина, 'Неидеальные вольтфарадные характеристики полупроводниковых детекторов ядерных излучений, обусловленных большим последовательным сопротивлением', Краткие сообщения по физике ФИАН, 1998, № 5, С. 17-21.

127. M.M. Zhits, О.М. Klimkova, O.R. Niyazova, N.V. Popov, 'Radiation-enhanced diffusion-defect production ratio in y-irradiated silicon detectors', Phys. status solidi (a), 1972, v.10, №1, K23-K26.

128. Т. P. Chen, Т. С. Lee, С.С. Ling, С. D. Beling and S. Fung, 'Current transport and its effect on the determination of the Schottky-barrier height in a typical system: gold on silicon', Solid-State Electron., 1993, v.36, № 7, pp.949-954.