МЕТОД CELIV ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

МЕТОД CELIV ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
Д.Р. Назимов, В.Г. Мишустин
Рязанский государственный радиотехнический университет
В настоящее время неупорядоченные полупроводники нашли широкое
применение в электронике в качестве материалов солнечных элементов,
датчиков электромагнитного излучения, тонкопленочных транзисторов и
др. Возможность исследования кинетических характеристик неупорядоченных полупроводников открывает перспективу моделирования параметров
структур для разработки современной элементной базы и изделий электроники.
Большинство методов определения подвижности носителей заряда неприменимо для исследования неупорядоченных полупроводников, особенно для тонких пленок толщиной менее 100 нм. Это связано с принципиальными отличиями между кристаллическими и неупорядоченными материалами, а также с существенным изменением электрофизических свойств.
Одним из эффективных методов, позволяющих измерять подвижность
равновесных носителей заряда в пленках с толщиной менее 100 нм, является метод CELIV (Charge Extraction by Linearly Increasing Voltage).
Суть метода заключается в том, что к электродам образца прикладываются два импульса напряжения, которые линейно возрастают со временем.
В результате через измерительную схему протекает переходной ток, который включает в себя ток смещения и ток проводимости, связанный с экстракцией носителей из слоя полупроводника. При этом ток обусловлен
преимущественно транспортом собственных равновесных носителей заряда, а не инжектированных через электроды.
Согласно экспериментальным данным переходный ток проходит через
максимум, время достижения которого, согласно теоретическому анализу,
связано с подвижностью носителей заряда. Экстракция заряда определяется нестационарными процессами, связанными с токами смещения и проводимости, при малом времени задержки tdel между двумя импульсами линейно нарастающего напряжения. Назначение второго импульса напряжения
заключается в контроле характеристик запирающего контакта, а изменение tdel позволяет оценить время релаксации заряда в исследуемой структуре.
Подчеркнем, что исследование материалов методом CELIV существенно
упрощает анализ сигнала по сравнению с традиционным времяпролетным
методом, в котором присутствует резкий всплеск тока смещения.
Можно сделать вывод, что метод CELIV предоставляет для исследователей возможность моделирования параметров современных и перспективных полупроводниковых материалов, структур и электронных компонентов
путем использования определенных математических моделей.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства
науки и высшего образования РФ (FSSN-2020-0003).