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本文重点研究如何利用导纳谱测量半导体中的浅能级。
第一部分主要研究与分析利用导纳谱测量半导体中浅能级的理论模拟计算。导纳谱是一种很强大的电学测量方法,在77K-300K温度范围内,通常被运用于测量半导体中的深能级,但是在利用导纳谱测量浅能级方面至今没有很系统的研究。本文的目的就是想通过浅能级导纳谱曲线的理论模拟,确定一种分析浅能级的最佳方法。在理论模拟中,所采用的统一模型中同时考虑了肖特基势垒电容和衬底电阻的变化对导纳谱的贡献。最后,通过分析理论模拟的曲线,确定了ωr=A·exp(-Ea/k0T)(A是一个与温度无关的常数)为最佳的分析方法,同时对于硼和磷的实验数据的计算分析也表明了这种方法的正确性。
第二部分重点研究了利用导纳谱测量半导体中浅能级的塞曼效应。以往,半导体中浅能级的塞曼效应基本上都是靠光学方法测量的,而且光学方法测量的也只是基态能级和激发态能级之间的跃迁,而利用光学测量基态能级与价带之间的跃迁比较麻烦,同时要求测量温度很低,要达到mK甚至更低的温度。电学方法也一直没有在这个方面有很好的应用。在本文中,不仅利用了导纳谱测量到了半导体中的浅能级的激活能,同时还首次利用了导纳谱测量了磁场下基态能级与价带之间的跃迁的变化。显然,导纳谱在测量浅能级在磁场下分裂这个研究方向上有着光学方法所无法比拟的优点:(1)仪器简单,测量方便;(2)测量温度要求不高(20K-80K)。