Исследования электронных процессов в полупроводниках с областями пространственногол заряда тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, доктор физико-математических наук Овсюк, Виктор Николаевич

• Овсюк, Виктор Николаевич
• доктор физико-математических наук
• 1983

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Овсюк, Виктор Николаевич

Введение.

ГЛАВА I. ПРИПОВЕРХНОСТНАЯ ОБЛАСТЬ ПРОСТРАНСТВЕННОГО

ЗАРЯДА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ.

§ I, Исходные положения.

§ 2. Дифференциальные емкости приповерхностных ОПЗ

§ 3. Квазиклассические приближения для монополярных полупроводников.

§ 4. Квантование энергетического спектра носителей заряда в приповерхностных слоях полупроводников.

§ 5. Особенности квантования электронного спектра в инверсионных каналах на поверхности германия

§ 6. Холл-фактор и нагнетосопротивление инверсионных п-каналов на германии.

Выводы к 1-й Главе

ГЛАВА 2. ЗАРЯД И ДИФФЕРЕНЩШШШЕ ЕМКОСТИ ПОВЕРХНОСТНЫХ СОСТОЯНИЙ.

§ I. Равновесный заряд в поверхностных состояниях.

§ 2. Равновесные дифференциальные емкости поверхностных состояний

§ 3. Кинетическое уравнение для электронов в поверхностных состояниях.•

§ 4. Стационарные заполнения и квазистационарные емкости поверхностных состояний в неравновесном случае

§ 5. Малые отклонения от квазистационарного или равновесного состояния.

Выводы ко 2-й Главе

ГЛАВА. 3. ИМПЕДАНС ПОЛШЮВОДНИКОВ В СТРУКТУРАХ

С ШШСТНЫМЙ КОНТАКТАШ

§ I. Общие сведения о ВДЩ-структурах.

§ 2, Токи, текущие в полупроводнике.НО

§ 3. Распределение неравновесных носителей заряда в объеме полупроводника при гармонической модуляции поверхностного потенциала

§ 4. Импеданс полупроводника.

§ 5. Импеданс полупроводника для некоторых частных случаев

5.1. Низкие и высокие частоты измерительного сигнала

5.2. Импеданс полупроводника при отсутствии ПС

5.3. Импеданс германия в ЩЩ-структурах

5.4. Определение рекомбинационного сопротивления

§ 6. Импеданс полупроводника при наличии поверхностных состояний

§7. Импеданс полупроводника при больших уровнях возбуждения.

§ 8. Малосигнальный эффект поля в освещенном полупроводнике

Выводы к 3-й Главе.

ГЛАВА. 4. МАЛОСЖНАЛЬНАЯ ФОТОЭДС В ПОЛУПЮВОДЕЖОВЫХ

ОБРАЗЦАХ С ЕМКОСТНЫМИ КОНТАКТАМИ.

§ I. Распределение неравновесных носителей заряда в подупроводнике при гармоническом фото возбуждении.

§ 2. ФотоЭДС в ВДП-структуре

2.1. Инверсионные изгибы зон.

2.2. Мало сигнальная фотоЭДС в освещенном полупроводнике

§ 3. ФотоЭДС в ОДПДМ-структуре

§ 4. Квазистационарная фотоЭДС и фотоемкостной ток

§ 5. Осциллирующая поверхностная фотоЭДС в n-GuAs на горячих фотоэлектронах.

Выводы к 4-й Глазе.

ГЛАВА 5. КИНЕТИКА ФОТОПРОВОДИМОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ПШ НАЛИЧИИ ЦШПОВЕРХНОСТЙЫХ ОБЛАСТЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАРЯДА

§ I. Стационарная поверхностная фотопроводимость

§ 2. Кинетика малосигнальной импульсной фотопроводимости при наличии приповерхностных ОПЗ

§ 3. Кинетика фотопроводимости в тонких образцах при больших уровнях фотовозбуждения

§ 4. Влияние поверхностных состояний на поверхностную фотопроводимость полупроводников.*

§ 5. Фотопроводимость и фотоЭДС, связанные с фотоионизацией поверхностных состояний

5.1. Токи, текущие в поверхностные состояния

5.2. Распределение неравновесных носителей заряда

5.3. ФотоЭДС.

5.4. Фотопроводимость

5.5. Обсуждение результатов

Выводы к 5-й Главе.

ГЛАВА 6. ПРОДОЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

§ I. Уравнение продольной диффузии в тонких образцах полупроводников

§ 2. Характерные расстояния продольной диффузии . . * неравновесных носителей заряда

§ 3. Зависимость латеральной фотоЭДС от поверхностного изгиба зон и стационарной подсветки

§ 4. Продольный импеданс тонкой пластины полупроводника

§ 5. Влияние заряженной формы адсорбции на проводимость поверхностных каналов в полупроводниках

Выводы к 6-й Главе.

ГЛАВА 7. О НЕКОТОРЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ЯВЛЕНИЯХ В ГЕТЕРОПЕРЕХОДА! И ШлкжТАМйЧЕСШХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ

§ I. Импеданс гетероперехода при наличии электронных состояний на его границе раздела

§ 2. Фоточувствительность гетеропереходов при разрывах краев зон на их границах раздела

§ 3. ФотоЭДС в напыленных пленках сернистого свинца . . . 273 Выводы к 7-й Главе.

ГЛАВА. 8. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО ЗАХВАТА НА ГЕРМАМИ

И СТАБИЛЬНОСТИ ГЕРМАНИЕВЫХ ЩЩ-СТРУКТУР

§ I. Поверхностный захват и рекомбинация на реальных и окисленных поверхностях германия

§ 2. Исследование ВДДП-структур на основе системы бе - At

§ 3. Поверхностный захват в германиевых ЩШ-структурах с диэлектрическими слоями Si-O^ и Sc

§ 4. Характеристики германиевых полевых транзисторов

§ 5. Стабильность германиевых ВДП-структур с диэлектрическими слоями и Sis^+SiQ £

§ 6. Электрофизические характеристики слоев StjfJ^.

6.1. Токи термостимулированной деполяризации.

6.2. Проводимость слоев

6.3. О механизмах проводимости и релаксации тока

§ 7. Об одной модели квазинепрерывного спектра поверхностных состояний

§ 8. Статистика рекомбинации через квазинепрерывный спектр поверхностных состояний.

§ 9. Влияние дискретности поверхностных зарядов на величину их потенциала

Выводы к 8-й Главе

ГЛАВА. 9. НЕРАВНОВЕСНОЕ ИМПУЛЬСНОЕ ОЕВДЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКА 1 ЩЩЗ-СТРШУРАХ

§ I. Общие представления о термических механизмах генерации поверхностного зарада

§2. Термическая генерация поверхностного зарада в германиевых ВДП-структурах

§ 3. Аномальная генерация в германиевых

ЩШ-структурах.

§ 4. О генерации поверхностного заряда через приповерхностные состояния

§ 5. Германиевая МДП-структура в качестве фотоприемного элемента

§ 6. Спектральная зависимость фотогенерации в : германиевых ЩЩ-структурах

§ 7. Генерационное время жизни носителей заряда в германиевых ВДП-структурах

§ 8. Фотогенерация за краем фундаментального поглощения кремния в приборах с зарядовой связью.

Выводы к 9-й Главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследования электронных процессов в полупроводниках с областями пространственногол заряда»

Диссертационная работа обобщает результаты исследований, посвященных главным образом развитию феноменологической теории широкого круга неравновесных явлений в полупроводниках с областями пространственного заряда. Речь в ней идет, в основном, о явлениях, связанных с отклонениями концентраций носителей заряда в разрешенных зонах или на дефектах с глубокими уровнями от своих равновесных значений. Актуальность таких исследований обусловлена тем, что области пространственного заряда (ОПЗ) содержатся практически во всех полупроводниковых объектах, широко используемых в физических исследованиях и для применений в приборах микро- и оптоэлектроники. Непосредственно в диссертации рассматриваются три группы таких объектов с ОПЗ:

1. Полупроводниковые образцы с одним или двумя емкостными контактами (или, иначе, ВДП- и ЩПДМ-структуры).

2. Гомогенные полупроводниковые образцы с омическими контактами и с приповерхностными ОПЗ, вызванными либо зарядом в по. верхностных состояниях (ПС) и в прилегающих диэлектрических слоях, либо разностью потенциалов между полупроводником и внешним изолированным электродом (фотосопротивления, устройства для изучения эффекта поля и, частично, полевые транзисторы).

3. Гетеропереходы, поликристашшческие полупроводники или, в более общем плане, контакты между полупроводниками.

Кроме них, к данному классу следует отнести контакты полупроводников с металлами и электролитами С7^'7^], а также неупорядоченные (некристаллические) полупроводники , характерной особенностью которых является флуктуационнооть распределения краев разрешенных зон.

Наличие областей пространственного заряда во всех этих случаях приводит к развитию электронных процессов, полностью или частично обусловленных самим фактом существования ОПЗ. Их изучению, естественно, посвящено большое количество работ, однако только в последние годы возникли предпосылки для построения единого подхода к анализу электронных процессов в разных полупроводниковых системах с ОПЗ. Эти предпосылки вытекают из результатов многочисленных исследований структур с одним емкостным контактом - ЩП-структур, лежащих в основе современной микроэлектроники. Экспериментально и теоретически исследования образцов с такими контактами могут быть проведены с наибольшей полнотой и точностью, и в этом смысле они могут рассматривать-, ся как модельные для изучения неравновесных явлений во всех группах названных выше объектов.

В связи со сказанным, основная цель диссертационной работы состояла в обобщении теории поверхностной емкости (с учетом поверхностных состояний) на произвольное стационарное неравновесное состояние полупроводника и в построении на ее основе единых методов анализа и теоретического исследования основных электронных процессов в разных полупроводниковых структурах с областями пространственного заряда.

Остановимся на некоторых замечаниях о состоянии исследований электронных процессов в полупроводниках с ОПЗ, существовавших к началу и во время проведения данной диссертационной работы.

Теория поверхностной емкости широко используется при анализе импеданса (комплексного сопротивления) или адьшттанса (комплексной проводимости) структур металл-диэлектрик-полупроводник, относящихся к первой группе названных выше объектов. Важность этих явлений, в свою очередь, обусловлена их универсальными возможностями для изучения практически всех параметров полупроводника и границы его раздела с внешними диэлектрическими слоями - уровня легирования, зависимости поверхностного потенциала от управляющего напряжения, энергетических распределений ПС и сечений захвата на них основных носителей заряда, а также характеристик генерационно-рекомбинационных процессов в ОПЗ и в квазинейтральном объеме полупроводника при малых отклонениях от равновесного состояния (см., например, [^М ). К основополагающим в этом направлении можно отнести работы Лвховека и Слободского t Нахмансона L10^,105] и Николлиана и Гетцбергера L^^l. Анализ комплексной проводимости полупроводников в этих и последовавших работах проведен на основе эквивалентных схем. Основное ограничение известных результатов заключалось в их справедливости только для равновесных полупроводниковых систем, особенно при наличии поверхностных состояний. Это обстоятельство для целей наших исследований потребовало обобщения теории поверхностной емкости (главным образом, при наличии ПС) на произвольное стационарное возбуждение полупроводника. Такое обобщение необходимо прежде всего для анализа фотоэлектрических явлений в достаточно монополярных полупроводниках, когда обычное требование малости возбуждения по отношению к концентрации неосновных носителей заряда либо нереально, либо неактуально.

Далее следует отметить, что после того как эквивалентная схема полупроводника построена, она позволяет рассчитать необходише для сравнения с экспериментом теоретические зависимости от частоты и поверхностного потенциала активной и емкостной компонент его адмиттанса. С этой точки зрения построение эквивалентной схемы приобретает смысл промежуточного результата, требующего дальнейшего (и порой - громоздкого ) аналитического расчета реакции такой системы на то или иное внешнее возмущение.

Анализ разных ситуаций показал, что желаемые аналитические соотношения в большинстве случаев (и, особенно, в освещенных полупроводниках) с той же точностью, но с большей простотой и эффективностью могут быть получены без привлечения аппарата эквивалентных схем, на основе рассмотрения обычного уравнения непрерывности в квазинейтральных объемах полупроводников при соответствующих граничных условиях, учитывающих наличие приповерхностных ОПЗ и поверхностных состояний. Реализация этой программы в данной диссертационной работе позволила, в частности, построить точнуй теорию импеданса и малосигнальной фотоЭДС в образцах как с одним, так и с двумя емкостными контактами в условиях произвольного стационарного фотовоз'0уждения, теорию высокочастотного эффекта поля и спектральных осцилдяций поверхностной фотоЭДС для такого интересного случая, как освещенный арсенид галлия при криогенных температурах, и сформулировать основные принципы использования теории поверхностной емкости для описания аналогичных или родственных явлений в других полупроводниковых системах с областями про с транс твенно го заряда.

Вторая группа названных выше объектов особенно широко исследовалась в шестидесятые годы - речь идет о "реальных" поверхностях полупроводников, прежде всего бб и Si. , в меньшей степени 3nS&,6aAs, CJ5 и некоторых других. В СССР результаты этих исследований наиболее полно отражены в работах

A.В.Ржанова ? в коллективной монографии под редакцией

B.И.Ляшенко , в работах О.В.Снитко f В.Ф.Киселева , В.Г.Литовченко С88,89] , П.П.Конорова L78] ,

Ю.В.Федоровича [ 154,155 j, ^ а также в работах названных исследователей с сотрудниками (соответствующая библиография может быть найдена в цитированных работах). Эти исследования создали советскую школу физики поверхности полупроводников и, в свою очередь, явились основой для дальнейшего развития в нашей стране физики и техники полупроводниковых систем для современной микроэлектроники - структур металл-диэлектрик-полупроводник [142,53, -91,90,127].

За рубежом результаты исследований в этом направлении отражены в известных нам монографиях Мэни, Годдштейна и Гровера С192] и Фрэнкла С175].

К основным физическим результатам исследований неравновесных процессов в данных объектах следует отнести: (а) установление общих закономерностей поверхностного захвата - энергетических распределений ПС и сечений захвата на них подвижных носителей заряда; (б) экспериментальное определение основных особенностей фотоэлектрических явлений при наличии приповерхностных ОПЗ, прежде всего поверхностной рекомбинации, поверхностного прилипания, а также особенностей этих явлений при примесном ИК фотовозбуждении ПС; (в) определение взаимосвязей между электрофизическими и фотоэлектрическими характеристиками поверхности с одной стороны, и некоторыми параметрами, определяющими физико-химическое строение поверхности, с другой; (г) формулировку некоторых методологических и математических концепций для построения теории неравновесных явлений в полупроводниках с приповерхностными ОПЗ, главным образом при малых отклонениях от равновесного состояния.

Предложенный в диссертации единый подход к анализу неравновесных процессов в полупроводниках с ОПЗ позволил существенно развить феноменологическую теорию и получить новые закономерности в развитии ряда неравновесных явлений и в этом классе полупроводниковых объектов. Прежде всего это относится к построению теории нелинейной релаксации фотопроводимости тонких монополярных полупроводников с приповерхностными ОПЗ при произвольных уровнях импульсного фотовозбуждения и стационарной подсветки, малосигнальной фотопроводимости и фотоЭДС, связанных с примесным фотовозбуждением ПС для произвольных изгибов зон, а также теорию латеральных эффектов, обусловленных произвольным продольным неоднородным возмущением концентраций носителей заряда или поверхностного потенциала в тонких образцах полупроводников.

Особо нужно отметить усилия исследователей по выяснению так называемой природы поверхностных состояний или, иначе, по установлению физико-химических или кристаллографических особенностей строения поверхности полупроводников или их границ раздела с окисными или иными диэлектрическими слоями, которые могли бы отвечать за измеряемые параметры поверхностного захвата. Эта проблема оказалась довольно сложной и, по-видимому, не нашла окончательного решения вплоть до настоящего времени. Если на атомарно-чистых поверхностях полупроводников речь может идти о состояниях Тамма или Шокли [2^,206^ т0 Пр0ЯВление этих сос тояний в поверхностном захвате на реальных границах раздела может быть только частичным.

Наиболее общие концепции, возникшие при исследовании данной! проблемы, связаны с идеей использования представлений о "неупорядоченном" строении поверхности полупроводника и его границы раздела о внешними диэлектрическими слоями. Первоначально, принципы такого подхода к описанию квазинепрерывных спектров ПС были опубликованы автором совместно с А.В.Ежановым еще в 1969 году в работе с120]. В ней полагалось, что атомная (потенциальная) неупорядоченность границы раздела полупроводника с внешними средами может приводить к появлению "хвостов" состояний в запрещенной зоне полупроводника, характерных вообще для неупорядоченных кристаллических систем. На основе этой модели качественно удается объяснить основные особенности захвата для реальных поверхностей и границ раздела германия и кремния с диэлектриками. Аналогичные идеи развиваются в работах [^7,57'571

К этому же направлению следует отнести "электростатическую"' модель ПС, возникающих как следствие появления потенциальных ям, вызванных наличием дискретных встроенных в диэлектрике зарядов со статистически неравномерным распределением по нормальной координате вблизи поверхности полупроводника С1<37 ].

К весьма перспективным относится недавно развитая количественная модель квазинепрерывных спектров ПС, возникающих при флуктуационном распределении электростатического приповерхностного потенциала, связанного со случайно неоднородным распределением встроенного заряда вблизи поверхности полупроводника (В.А.Гергель и Р.А.Сурис,

Из других и достаточно общих можно указать "трехслойную модель" поверхности полупроводника, содержащую определенный на

Г 88 5-, ч бор встроенных состояний (В.Г.Литовченко, L J).

Указанная модель и связанная с ней статистика поверх

Г 1 <3 6 '1 ностной рекомбинации I i нашла отражение в диссертационной работе.

Изучение электронных процессов (в том числе, фотоэлектрических) в гетеропереходах, относящихся к третьей группе названных ранее объектов, в связи с их определенной спецификой шло независимо от исследования аналогичных явлений в структурах металл-ди электрик-полупроводник.

Саш гетеропереходы находят необычайно важное применение в современной технике полупроводников С 6 ] и актуальность их дальнейшего изучения очевидна. Основные результаты исследований этих объектов изложены, например, в монографии Милне а и Фойхта L97] . Наиболее подробно здесь экспериментально и теоретически исследованы температурные и долевые зависимости прямых и обратных токов в гетеропереходах, которые, в свою очередь, могли быть интерпретированы с привлечением представлений о граничных "поверхностных" состояниях, либо без них. Вопрос о роли поверхностных состояний, как это отмечено в L*37] , не является вполне ясным ни в плане влияния ПС на емкость гетеропереходов, ни в плане их влияния на фотоэлектрические характеристики этих систем. Вывод, к которому пришли авторы С97] , сводится к тому, что наиболее чувствительным параметром гетероперехода к наличию ПС является величина его обратного тока - при достаточно малых обратных токах фотоэлектрические характеристики гетеропереходов должны быть также высокими.

Возможность исследования параметров ПС по частотным зависиг172 8 моетям емкости гетероперехода систематически изучается L ' ' ii,iAGJ. в качестве наиболее характерной можно указать работу L172] , где приведены подробные экспериментальные результаты для двух типов гетеропереходов &е -&al\s и Ge-Si и дана упрощенная теория соответствующих зависимостей емкости ОДЗ гетероперехода от смещения и частоты при наличии квазинеп-рерывннго спектра ПС и при учете переходов между ПС и только одной из зон одного из полупроводников. Этот вопрос нуждался в более детальном и полном анализе, поскольку частотные и полевые зависимости адмиттанса гетероперехода должны дать наиболее полную и интересную информацию о кинетических параметрах ПС.

Из нерешенных оставалась задача о влиянии ПС на фотоэлектрические характеристики гетеропереходов при наличии энергетического "пичка" (связанного с разрывом краев разрешенных зон на границе раздела), который должен приводить к существенному увеличению роли рекомбинационных процессов на таких границах раздела и к изменению люкс-амперных характеристик гетеропереходов * особенно при больших уровнях освещения.

Эти вопросы решены в диссертации на основе принципов, развитых при анализе теории поверхностной емкости и импеданса структур с емкостными контактами.

Часть изложенных в диссертации исследований посвящена экспериментальному и теоретическому изучению неравновесных процессов в конкретной системе - на границах раздела германия с диэлектрическими слоями и общих электрофизических характеристик германиевых ЩП-структур. Выбор германия дал исследований обусловлен постоянно существующими потребностями в разработке планар-ных технологий'и изучении ВДП-систем на основе полупроводников с характеристиками, отличающимися от таковых для ЩЩ-структур на кремнии - основного материала современной микроэлектроники. Германий имеет другую структуру зон Бриллюэна, больший коэффициент анизотропии эффективных масс и меньшую ширину запрещенной зоны. Эти отличия позволяют использовать его при создании устройств с иными характеристиками как для физических исследований, так и для функциональных элементов опто- и микроэлектроники. Комплексное изучение этого объекта в данной диссертационной работе позволило предложить ряд физических моделей и построить достаточно полную картину протекания основных электронных процессов в германиевых ВДП-структурах.

Содержание диссертации. Диссертация содержит девять глав.

В первой главе рассмотрены приповерхностные ОГО в полупроводниках и их дифференциальные емкости, определяющие изменения зарядов в ОПЗ при малых изменениях поверхностного потенциала и уровня возбуждения полупроводника относительно их произвольных стационарных значений.

При определении дифференциальных емкостей непосредственно ОПЗ использованы классические соотношения для приповерхностных зарядов в полупроводниках L^ 5 3 и определение неравновесной

С г \о2 1оЗт ± , предложенной в работах L ' J . Введены специальные дифференциальные емкости ОПЗ, связанные с изменениями зарядов при малых изменениях уровня возбуждения.

Найдены приближения для зарядов и дифференциальных емкостей для актуального случая обеднения или инверсии ОПЗ в неравновесных монополярных полупроводниках, позволяющие при необходимости приводить точные решения задач к приближенным инженерным соотношениям.

Рассмотрены ограничения, вытекающие из необходимости учета вырождения и квантования подвижных носителей заряда в ОПЗ. Определены особенности квантования энергетического спектра электронов в инверсионных каналах у поверхности германия в широком диапазоне температур и поверхностных изгибов зон. Установлено связанное с квантованием сильное уменьшение дифференциальной емкости электронов в ОПЗ германия. Установлена связь с этими особенностями поведения аномального холловского фактора, экспериментально обнаруженного в работе при исследованиях таких каналов. Анализ показал, что исследование эффектов переноса в инверсионных каналах с большим коэффициентом анизотропии эффективных масс в области перехода от заселенности нескольких квантовых подзон к квантовому пределу может оказаться эффективным инструментом изучения зависимостей времени релаксации от локализации квантовых подзон и механизмов поверхностного рассеяния, в целом. т

Вторая глава посвящена анализу зарядов и дифференциальных емкостей ПС при их разных энергетических распределениях. Дифференциальные емкости ПС обобщены на случай произвольного неравновесного стационарного состояния полупроводника. Обобщение проведено на основе статистики рекомбинации, развитой в С202] для глубоких уровней в нейтральных объемах полупроводников при произвольных уровнях фотовозбуздения и примененной к поверхностным состояниям с учетом поверхностного изгиба зон. Введены специальные дифференциальые емкости ПС, определяющие изменения зарядов в них при малых изменениях уровня возбуждения.

Предложены обобщенные соотношения для переменных токов, текущих в ПС и обусловленных гармоническими возмущениями поверхностного потенциала и (или) уровня возбуждения полупроводника. Эти соотношения (вместе с соотношениями для переменных токов, текущих непосредственно в ОПЗ) определяют точные граничные условия для поверхностей раздела квазинейтрального объема и ОПЗ в задачах, связанных с "малосигнальными" гармоническими возмущениями полупроводников, находящихся в произвольном стационарном неравновесном состоянии.

В третьей и четвертой главах дана строгая теория импеданса и малосигнальной фотоЭДС для структур как с двумя, так и с одним емкостными контактами для общего случая произвольных частот (ниже максвелловской), произвольных изгибов зон и уровней легирования (исключая вырождение) и при произвольном уровне стационарного фотовозбуждения полупроводника.

Последнее обстоятельство принципиально отличает полученные результаты от известных; методологическим отличием является проведение анализа без привлечения аппарата эквивалентных схем, обычно используемого при расчете импеданса или малосигнальной фотоЭДС в равновесных ВДП-структурах в в то же время в развиваемой теории специально сохранен принцип преемственности, позволяющий при отсутствии стационарного возбуждения легко перейти к результатам, предсказываемым наиболее точной эквивалентной схемой полупроводника в ЩЩ-структуре

С1051.

В этих же главах рассмотрены частные случаи импеданса и фотоЭДС. Дан анализ импеданса германия смешанной проводимости в структурах ЩП и построены его номограммы в зависимости от поверхностного потенциала, легирования и частоты, необходимые при количественных расчетах экспериментальных вольт-фарадных характеристик (ВФХ) германиевых ВДП-структур.

На примере этих структур с монополярной и смешанной проводимостью германия показано , что в зависимости от технолошческих режимов их приготовления определяющим каналом установления равновесия являются генерационно-рекомбинационные процессы либо в объеме, либо в ОПЗ и на поверхности. Соответственно, из частотных зависимостей импеданса полупроводника при инверсионных изгибах зон вытекают либо значения объемного времени жизни ^ с)» либо эффективная скорость поверхностной рекомбинации СПР ( S - Ю^ см с""1).

Определены особенности частотных зависимостей MX ВДП-структур для различных энергетических распределений ПС.

Решена родственная задача о частотной зависимости подвижности эффекта поля J43n в освещенном полупроводнике и определены зависимости импеданса и величины J^3n от частоты и уровня стационарного фотовозбуждения в GaAs при низких температурах.

Показано, что квазиотационарная фотоЭДС в ВДЩЩ-структуре может быть использована при определенных условиях для нахождения зависимости 5 от поверхностного изгиба зон у$ .

Определены условия корректного измерения по спектральным зависимостям квазистационарного фотоемкостного тока в ЩП-структурах спектральной зависимости производной от коэффициента поглощения света по энергии фотонов.

Показано, что по обнаруженному затуханию спектральных ос-цидшяций фотопроводимости в образцах G-aAs специальной формы может быть найдена концентрация легирующей примеси в этом материале.

Дан анализ малосигнальной поверхностной фотоЭДС в &aAs при криогенных температурах и построена количественная модель наблюдавшихся спектральных осцилляций поверхностной фотоЭДС. Показано, что они связаны с особенностями термализации фотовозбужденных электронов в "пассивной" области Энергий (ниже энергии продольного оптического LQ -фонона), а само это явление может быть использовано для изучения функций распределения горячих фотоэлектронов по энергиям.

Пятая глава диссертации посвящена кинетике фотопроводимости полупроводников при наличии приповерхностных ОПЗ и ПС.

Здесь на основе принципов, изложенных в предыдущих главах, предложен более простой и эффективный по сравнению с известными метод расчета поверхностной фотопроводимости как при малых, так и при больших уровнях фотовозбуждения.

Далее решена задача о релаксации фотопроводимости при малых уровнях добавочного фотовозбуждения в условиях произвольной стационарной подсветки. Полученное точное решение представля- ' ет собой обобщение известной задачи Мак-Кельви и Лонжини

94] о релаксации мало сигнальной фотопроводимости с эффективным временем жизни ТЭ(р = +■ s/t , где l - толщина образца), связанное с учетом поверхностной фотопроводимости. Получено аналитическое решение для медленной компоненты фотопроводимости с постоянной времени X >,» , которая при достаточно больших поверхностных потенциалах становится определяющей во всей фотопроводимости полупроводникового образца и исчезает при достаточно большой стационарной подсветке.

Предложено уравнение, описывающее кинетику фотопроводимости тонких образцов при наличии приповерхностных ОПЗ и при произвольных уровнях импульсного фотовозбуждения. На основе решения этого уравнения установлено, что релаксационные кривые фотопроводимости имеют следующие особенности: (а) характерные времена релаксации могут на много порядков превышать объемное или эффективное время жизни носителей заряда еще до достижения инверсионного изгиба зон; (б) их величина убывает с уменьшением абсолютной величины у$ и с увеличением стационарной подсветки; (в) нарастание фотопроводимости идет по экспоненциальному, линейному или S -образному законам; (г) релаксационные кривые фотопроводимости после выключения освещения могут содержать "быструю", "гиперболическую" и "медленную" компоненты.

Найдено, что поверхностные состояния могут дать только добавочные особенности в релаксационных кривых или в стационарной величине фотопроводимости (в частности, сублинейную люкс-амперную характеристику образца). В целом, анализ показал, что существование приповерхностных ОПЗ даже при отсутствии ПС приводит к совокупности эффектов, подобным наблюдавшимся при изучении объемного прилипания Сделан вывод, что по крайней мере часть из исследованных ранее эффектов связана с , влиянием приповерхностных ОПЗ.

В заключение этой главы дано точное решение задачи об амплитудных и частотных зависимостях малосигнальной фотопроводимости и фотоЭДС, обусловленной фотоионизацией поверхностных состояний, и определены характерные постоянные времени данных эффектов в зависимости от поверхностного потенциала. Показано, в частности, что при стремлении к инверсионному изгибу зон, начиная с некоторого значения У5 , кинетика явлений при примесном фотовозбуждении становится идентичной кинетике при фотовозбуждении светом в основной полосе поглощения.

Развитая в этой главе теория фотоэлектрических явлений в ряде случаев доведена до инженерных соотношений, позволяющих оптимизировать такие параметры фотосопротивлений, как чувствительность и инерционность, в зависимости от поверхностного потенциала, легирования и температуры.

В шестой главе диссертации на основе развитых принципов построена теория ряда продольных эффектов в полупроводниках.

Прежде всего, здесь дан вывод уравнения продольного переноса (продольной диффузии) неравновесных носителей заряда вдоль тонкого полупроводникового образца с приповерхностной ОПЗ. Уравнение получено в одномерном приближении (для "плавных" каналов) и с некоторыми ограничениями может быть использовано для решения большого количества задач, связанных с произвольным продольно неоднородным возбуждением полупроводниковых пластин и при произвольной равномерной стационарной подсветке.

С использованием данного уравнения найдены распределения и характерные расстояния продольной диффузии неравновесных носителей заряда при малых и больших уровнях ступенчато неравномерного освещения. Определены зависимости малосигнальной латеральной фотоЭДС и продольного импеданса полупроводниковых образцов от поверхностного изгиба зон. Найдены условия "подключения" проводимости поверхностных каналов к полной проводимости образцов в зависимости от поверхностного потенциала, частоты измерительного сигнала и уровня стационарного фотовозбуждения.

В заключение главы построена теория вольт-амперных характеристик (ВАХ) поверхностных каналов в адсорбционно-чувствитель-ных транзисторных структурах "открытого" типа. В отличие от известных, теория справедлива при произвольных энергетических распределениях ПС и для произвольных значений поверхностного изгиба зон от слабого обеднения до режима "отсечки" канала, включая промежуточные значения У5 в интервале между сильным обеднением и инверсией ОПЗ.

Экспериментально и теоретически изучены структуры такого типа на германии. Установлено, что они являются чувствительными датчиками заряженной формы адсорбции и показана высокая эффективность предложенного метода анализа для интерпретации экспериментальных результатов.

В седьмой главе с привлечением методов анализа, развитых в предыдущих главах, прежде всего дано строгое решение задачи о импедансе резкого р-п-гетероперехода при наличии поверхностных состояний на его границе раздела с учетом обменов носителями зарядов между ПС и всеми разрешенными зонами. Найдено общее соотношение для импеданса гетероперехода, справедливое при произвольных уровнях легирования и при произвольных начальных изгибах зон в каждом из полупроводников, при произвольном стационарном смещении и при наличии стационарного фотовозбувдения. ■

Построена полная эквивалентная схема гетероперехода. Установлено, втчастности, что дифференциальная емкость ПС включена ^мостовым" образом параллельно дифференциальным емкостям ОПЗ каждого из полупроводников. Это приводит к тому, что существенное влияние ПС на частотные зависимости импеданса гетероперехода (при котором, собственно, и возможно изучение параметров ПС) имеет место только при сравнимых уровнях легирования контактирующих материалов. Отсада вытекает объяснение экеперимен

-17 01 тальных результатов упомянутой выше обстоятельной работы L J, показавших связанную с ПС частотную зависимость емкости ОПЗ гетеропереходов &G-Si и ее отсутствие для гетеропереходов Ge - GqAs с резко различными уровнями легирования Бе и а As .

Далее в этой главе решена задача о нелинейных люкс-амперных характеристиках (MX) гетеропереходов, возникающих при наличии разрывов краев разрешенных зон на границе раздела. Определены условия, при которых возникает квазинасыщение ЛАХ в некотором интервале интенсивноетей освещения, и их связь с параметрами границы раздела. Результаты являются важными как для оптимизации устройств типа солнечных элементов, так и для изучения ре-комбинационных характеристик границ раздела реальных гетеропереходов.

В заключение изложена оригинальная модель формирования аномальной фотоЭДС в тонких поликристаллических пленках сернистого свинца, наиболее полно объяснившая экспериментальные закономерности данного явления.

Последние две главы посвящены изучению германиевых ЩП-структур.

В восьмой главе изложены результаты систематических исследований общих электрофизических характеристик границ раздела германия с реальными окислами и разными диэлектрическими слоями, структур металл-диэлектрик-полупроводник и полевых транзисторов на основе этого материала:

1. Изучены характеристики структур с термическими слоями

Se 02 и слоями AI2O3. Разработана лабораторная технология получения слоев AI2O3 при достаточно низких температурах, позволяющая изготавливать ЩЩ-структуры на "высокоомном" германий при сохранении его объемных характеристик и с удовлетворительными параметрами границы раздела.

2. На примере структур с диэлектрическими слоями AI20g, с=п, Og и Si(>2+Sig 1V4 показано, что надежное определение энергетического распределения ПС возможно только при использовании нескольких методов измерения - квазистатических невысокочастотных ВФХ, а также эффекта поля. Установлена близость энергетических распределений ПС для всех исследованных границ раздела и для обезгаженных в вакууме реальных поверхностей германия.

3. Определены основные электрофизические характеристики полевых транзисторов на основе германия с двойными диэлектрическими слоями и показана их высокая работоспособность в широком диапазоне температур от комнатной до 4,2 К. Установлена значительная роль поверхностного рассеяния носителей заряда в инверсионных каналах на поверхности германия. Показано, что энергетические распределения ПС, получаемые из температурных зависимостей погорогового напряжения транзисторов, соответствуют вытекающим из других измерений.

4. Изложена оригинальная модель возникновения квазинепрерывных спектров поверхностных состояний на основе представлений об атомной неупорядоченности границ раздела германия с внешними средами. Модель на качественном уровне правильно объясняет форму наблвдаемых энергетических распределений ПС на границах раздела германия с разными диэлектриками, а также экспериментальные зависимости плотностей ПС от степени покрытия реальной поверхности германия полярными молекулами или атомами металлов.

Построена статистика рекомбинации через указанный спектр состояний, состоящий из двух групп экспоненциальных распределений по энергиям, с учетом переходов между состояниями разных групп. Впервые теоретически показана возможность появления компоненты СПР, не зависящей или слабо зависящей от поверхностного потенциала, регулярно наблюдаемой при экспериментальных исследованиях рекомбинационных характеристик поверхностей германия.

5. С использованием достаточно простой модели показано существенное влияние дискретности зарядов в ПС на их энергетичес кое положение и, следовательно, на форму экспериментально измеряемых "кривых захваченного заряда".

6. Определены основные закономерности зарядовой нестабильности диэлектриков в германиевых ЩЦ1-структурах, возникающей при больших напряжениях смещения. Подробно изучены электрические характеристики такого модельного диэлектрика, как Sigfi/^, на германии: для него определено распределение глубоких уровней по энергиям активации и установлены основные закономерности протекания сквозного стационарного и нестационарного тока при разных температурах.

Необходимость развития теории проводимости таких слоев вытекала из существовавших недостатков и противоречий известных из литературы моделей проводимости (а) утверждалось, что квазистационарная проводимость слоев при повышенных температурах определяется объемным механизмом Френкеля-Пула, а при низких (когда ток практически не зависит от температуры) - проявлением туннельных механизмов, несмотря на то, что ВАХ слоев во всем диапазоне температур следуют закону j~6xp (fiyf&J)» гДе

- напряженность электрического поля и js - константа; (б) отсутствовала модель, а в теориях проводимости обычно игнорировался тот факт, что на всех без исключения исследованных образцах ток релаксирует со временем на один-два порядка своей величины после подачи напряжения по закону j~trL , где I и обычно IX ^ 0,2-0,5.

На основе анализа экспериментальных данных для структур At - ^ -Ge показана неприменимость представлений о механизме проводимости Френкеля-Пула и построена непротиворечивая модель протекания тока через слои Sl^/n/^, впервые с единых позиций объяснившая как форму квазистационарных MX в широком диапазоне температур, так и особенности релаксации тока со временем.

В связи с этой же проблемой решена следующая задача: аналитически доказана точная имитация стационарной ВАХ диэлектрического слоя полевым законом эмиссий носителей заряда из глубоких уровней, равномерно распределенных по диэлектрику, при произвольном законе проводимости контакта, и определены необходимые условия такой имитации.

В девятой главе обобщены результаты исследований механизмов генерации поверхностного заряда с использованием неравновесного импульсного обеднения германия в структурах металл-диэлектрик-полупроводник в широком диапазоне температур, напряжений импульсного и постоянного смещения и уровней легирования полупроводника. Неравновесное импульсное обеднение полупроводников в ВДЩ-структурах относится к важным явлениям, практически используемым в целом классе функциональных устройств опто- и микроэлектроники (ПЗС, ПЗИ и т.п.), а с физической точки зрения, как показано в этой главе, позволяющим детально изучать механизмы генерации поверхностного заряда, особенно при больших отклонениях системы от равновесного состояния.

В данной главе, прежде всего, систематизированы и определены основные термические механизмы генерации в германиевых ВДП-структурах. Использование структур с разными отношениями периметра управляющих электродов к их площади позволило предложить метод независимосго определения вкладов разных каналов термической генерации в общий генерационный поток на поверхности полупроводника. Определена удельная интенсивность так называемой краевой генерации в слое обеднения, расположенного на поверхности по периметру управляющего электрода, полностью определяющей кинетику рвяаксации неравновесной емкости в ЩЩ1-структурах малой площади. Установлено соответствие энергий активации каждого из механизмов классическим представлениям о их развитии.

Определена роль перезарядки ПС в релаксации неравновесной емкости германиевых ВДП-структур.

Установлено, что для большинства структур практически важный их параметр - время накопления tH (т.е. время общего релаксационного процесса) достигает максимального значения t^ яри амплитудах импульсного смещения, соответствующих началу ударной m генерации в германии; величины tH составляют сотни микросекунд при комнатной температуре, ~ I с при 200 К и ~10 с при 150 К, и, таким образом, при Т < 200 К германиевые ВДП-струк-туры могут быть использованы в качестве достаточно чувствительных приемников излучения.

Обнаружена и исследована аномальная генерация (АГ) поверхностного заряда в германиевых ВДП-структурах, развивающаяся при амплитудах импульсного смещения выше некоторой величины. В той или иной форме аномальная термополевая генерация наблюдается и на других материалах (SI .^Sfe ). Её изучение важно, поскольку АГ ограничивает возможности приборного применения ВДП-структур, а с физической точки зрения явление вызывает интерес нетривиальностью своего поведения.

Установлено, что развитие АГ в германиевых ВДП-структурах по ряду своих черт отличается от наблюдавшегося в Si или Зп 5 & . Подробно изучены полевые и температурные зависимости

АГ и найдено, что энергия ее активации составляет малую величину вблизи 50 мэВ. Предложена новая модель развития АГ на основе представлений о возникающих продольных неоднородностях поверхностного потенциала и прыжковой проводимости по состояниям в диэлектрике, расположенным в "кластере" с малыми линейными размерами, прилегающем к поверхности полупроводника.

Решена задача о генерации поверхностного заряда путем перескоков между уровнями квазинепрерывного спектра приповерхностных состояний, возникающего при больших величинах напряженности электрического поля в диэлектрике. Показано, что основанная на этом процессе модель С*98] является недействительной и принципиально не может объяснить происхождения АГ с малыми энергиями активации.

Изучены параметры экспериментальных германиевых ЩП-струк-тур в качестве элементов ПЗИ и установлена их высокая фоточувствительность при пониженных температурах. Исследована спектральная зависимость "фотонакопления" поверхностного заряда в германиевых структурах, обнаружены низкие значения объемной диффузионной длины неосновных носителей заряда и показано, что с этим обстоятельством связано понижение чувствительности ПЗИ вблизи края поглощения германия.

Использование неравновесного импульсного обеднения германия позволило определить важную во всех отношениях зависимость генерационного времени жизни Т^ (пропорционального рекомбина-ционному времени жизни носителей заряда в объеме тг0 ) от концентрации легирующей примеси N j при условиях, исключающих проявление Оже-рекомбинационных переходов. Показано, что при > Ю16 см-3 величина убывает обратно пропорционально концентрации bl j , откуда однозначно может быть сделан вывод, что концентрация генерационно-рекомбинационных центров возрастает пропорционально легированию материала при концентрациях легирующей примеси выше некоторого значения.

В заключение этой главы рассмотрена родственная задача о фо-тогененрации поверхностного заряда в ПЗС на кремнии за краем его фундаментального поглощения. Высокая чувствительность ПЗС позволила обнаружить примесное фотовозбувдение в области длин волн до ^ 2 мкм и с высокой точностью определить форму края поглощения в таких системах. Обнаружен урбаховский характер края поглощения кремния вблизи границы раздела Si - Si Og и определено суммарное сечение поглощения фотоново при переходах "валентная зона - ПС" и "ПС - зона проводимости" на уровне 3 Ю~17 см2.

Научная новизна. В диссертационной работе впервые изучены и решены следующие вопросы:

1. Обобщена теория поверхностной емкости (с учетом поверхностных состояний), импеданса, малосигнальной спектральной фотоЭДС и частотной зависимости подвижности эффекта поля на случай произвольного неравновесного стационарного состояния полупроводника в структурах с одним и двумя емкостными контактами.

2. Построена количественная модель спектральных осцилляций поверхностной фотоЭДС на горячих фотоэлектронах для структур на основе арсенида галлия при криогенных температурах. Явление связано с кинетическими характеристиками нетермализованных носителей заряда и может быть использовано для изучения функции их распределения по энергиям.

3. Построена теория нелинейной релаксации фотопроводимости тонких полупроводниковых образцов при наличии приповерхностных ОПЗ для произвольных уровней возбуждения, а также Ж фотопроводимости и фотоЭДС при фотоионизации поверхностных состояний для произвольных изгибов зон.

4. Получено уравнение продольного переноса (уравнение продольной диффузии) неравновесных носителей заряда в тонких образцах полупроводников при наличии приповерхностных ОПЗ. Определены характерные расстояния продольной диффузии при малых и больших уровнях неравновесного фотовозбуждения. Найдены латеральная фотоЭДС и продольный импеданс полупроводника в зависимости от поверхностного потенциала и стационарной подстветки при произвольных изгибах зон от обеднения до инверсии ОПЗ.

5. Построена теория вольт-амперных характеристик поверхностных каналов для произвольных изгибов зон и при произвольных энергетических распределениях ПС в адсорбционно-чувствителышх\ транзисторных структурах с "открытой" областью канала. Изготовлены и исследованы структуры такого типа на основе германия и показана их высокая чувствителшость к заряженной форме адсорбции.

6. Построена общая теория импеданса гетеропереходов при наличии электронных состояний на границе раздела. Предложена полная эквивалентная схема гетероперехода для произвольных начальных изгибов зон и произвольных напряжений смещения и определены условия оптимального вклада ПС в импеданс гетероперехода.

7. Развита теория нелинейных люкс-амперных характеристик гетеропереходов, возникающих при наличии разрывов краев разрешенных зон и поверхностных состояний на границе раздела.

8. Предложена модель формирования аномальной фотоЭДС в тонких поликристаллических слоях сернистого свинца, наиболее полно объясняющая закономерности явления.

9. Теоретически исследован энергетический спектр, заселенности и области локализации квантовых подзон в инверсионных каналах п-типа на германии для ориентаций поверхностей (III) и (100) в широком диапазоне температур. Определены зависимости электронной инверсионной емкости от поверхностного потенциала при учете квантовых эффектов. Обнаружены "аномальные" значения холловского фактора для п-каналов на германии и показано, что они обусловлены сильной зависимостью времени релаксации носителей заряда от пространственной локализации квантовых подзон.

10. Определены и изучены электрофизические характеристики и поверхностный захват в ВДП-структурах на основе германия и разных диэлектрических слоев (QeOg, германатно-силикатные стекла, AlgOg, S-l 02» Ы. Og + ^ St зл/^), а также германиевых полевых транзисторов в широком диапазоне температур.

Предложена модель квазинепрерывного спектра поверхностных состояний на основе представлений об атомной (потенциальной) неупорядоченности границ раздела полупроводника с внешними средами, качественно объясняющая основные особенности поверхностного захвата.

Построена статистика рекомбинации через такие состояния с учетом переходов между ними и показана возможность появления компоненты СПР, слабо зависящей от поверхностного потенциала.

Показано, что дискретность зарядов в ПС приводит к изменению их энергетического положения и к соответствующим изменениям формы "кривых захваченного заряда".

11. В диффузионном приближении для перемещения частиц по энергетическим уровням решена задача о генерации инверсионного заряда при неравновесном импульсном обеднении полупроводника через квазинепрерывный спектр поверхностных состояний в диэлектрике. Вопреки существовавшей точке зрения показано, что основные закономерности такой генерации совпадают со случаем термической генерации через поверхностные состояния.

12. Изучены механизмы генерации поверхностного заряда с использованием неравновесного общнения германия в ВДП-структу-рах.

Определены вклады в общую генерацию и параметры основных термических генерационныхю механизмов, а также спектральные зависимости фотонакопления поверхностного заряда и основные характеристики германиевых ЭДВД-структур в режиме работы ПЗИ.

Обнаружена и детально исследована аномальная термополевая генерация носителей заряда с низкой энергией активации, предложена модель ее появления и развития.

Установлено, что генерационное время жизни в германии убывает обратно пропорционально концентрации легирующей примеси, а сам эффект обусловлен возрастанием концентрации генерацион-но-рекомбинационных уровней в полупроводнике с увеличением легирования.

13. Дан анализ спектральных зависимостей фотогенерации в кремниевых ПЗС, установлен урбаховский край поглощения вблизи границы раздела Si. - S-l Og и определены условия для нахождения сечений поглощения фотонов при поверхностной фотогенерации за краем фундаментального поглощения полупроводника.

14. Определены особенности электронного спектра глубоких уровней в диэлектрических слоях S-l3^4 на германии, изучены его проводимость и релаксационные эффекты и предложена непротиворечивая модель протекания тока через данные диэлектрические слои.

Доказана точная имитация квазистационарных BAJ диэлектрических слоев полевым законом эмиссии носителей заряда из глубоких центров, равномерно распределенных по объему диэлектрика, при произвольном законе проводимости контакта.

Практическая значимость работы основана на следующих результатах:

1. Развитая теория стационарной величины и релаксационных кривых фотопроводимости в области основного и примесного поверхностного фотовозбуждения доведена до инженерных соотношений, позволяющих оптимизировать такие параметры фотосопротивлений, как чувствительность и инерционность, в зависимости от поверхностного потенциала, легирования и температуры.

2. Развитая теория нелинейных люкс-амперных характеристик гетеропереходов при наличии разрывов краев разрешенных зон и поверхностных состояний на границе раздела может быть использована при оптимизации параметров солнечных элементов на основе конкретных гетероструктур.

3. Изготовлены адсорбционно-чувствительные германиевые структуры с "открытой" областью канала, теоретическое и эксперимент тальное изучение которых.: показало, что они могут быть использованы в качестве миниатюрных датчиков, чувствительных к заряженной форме адсорбции.

4. Разработана лабораторная технология получения при низких температурах диэлектрических слоев AlgOg реактивным катодным распылением алюминия высокой чистоты с использованием высоковакуумных методов очистки, позволяющая изготавливать ВДП-структу-ры на основе "высокоомного" германия при сохранении объемных параметров полупроводника и с удовлетворительными характеристиками границы раздела.

5. Изучение и анализ электрофизических характеристик германиевых полевых транзисторов и неравновесного обеднения германиевых ВДП-структур показали возможность их практического применения в некоторых (в том числе, охлаждаемых) типах функциональных элементов с новыми характеристиками.

6. Результаты диссертационной работы послужили основой лекционных курсов, читавшихся автором в течение ряда лет на физическом факультете Новосибирского госуниверситета им. ЛенинскогШ \\7 \2{~\ го комсомола и опубликованных в l J .

Защищаемые положения совпадают с перечнями новизны и практической значимости работы.

Из полученных результатов следует, что в диссертации развито новое научное направление, заключающееся в разработке единых методов анализа электронных явлений при произвольных возбуждениях в ВДП- и ЩДЦМ-структурах, фотосопротивлениях и гетеропереходах и открывавдее новые возможности для изучения электрона ных процессов в различных полупроводниковых системах с областями пространственного заряда.

Исследование и анализ поверхностного захвата в полупроводниках позволили предложить общую кнцепцию квазинепрерывных спектров НС как следствия атомной или потенциальной неупорядоченности гетерофазных границ раздела, а комплексное изучение германиевых ЩЦ1- и транзисторных структур привели к построению достаточно полной физической картины протекания электронных процессов в таких системах и к физическому обоснованию их перспективности для практического использования в устройствах микро- и оптоэлектроники.

Публикации и апробация работы. Материалы диссертационной работы содержатся в 49 публикациях [5,26-31,42,48-52,58 -63,GG-72,$0,81,98,101,107-109, 111-122.128,188, 189,1<Эв] , а также доложены и обсуждены на 15 Всесоюзных конференциях, совещаниях и школах: I) 2-й Всесоюзный симпозиум по электронным процессам на поверхности и в монокристаллических слоях полупроводников, Новосибирск, 1967; 2) 4-е Всесоюзное совещание по электронным явлениям на поверхности полупроводников, Киев, 1971; 3) Всесоюзная конференция "Физика диэлектриков и перспективы ее развития", Ленинград, 1973; 4) 5-й Симпозиум по электронным процессам на поверхности полупроводников и на границе раздела полупроводник-диэлектрик, Новосибирск, 1974; 5) 7-ая Всесоюзная научная конференция по микроэлектронике, Львов, 1975; 6) Школа-семинар по физико-химическим основам электронного материаловедения, Ашхабад, 1977; 7) 6-е Всесоюзное совещание по физике поверхностных явлений в полупроводниках, Киев, 1877; 8) Конференция "Физические принципы ВДП (ДП) интегральной электроники", Киев, 1978; 9) 4-я Всесоюзная школа-семинар по физике поверхности полупроводников, Ленинград, 1979; 10) 7-й Всесоюзный симпозиум по электронным процессам на поверхности полупроводников и границе раздела полупроводник-диэлектрик, Новосибирск, 1980; II) Всесоюзная школа по физике, химии и механике поверхности, Нальчик, 1981; 12) Всесоюзная конференция по физике соединений A3Bg, Новосибирск, 1981; 13) 5-я Всесоюзная школа -семинар по физике поверхности полупроводников, Одесса, 1982; 14) Научно-технический семинар "Физические и химические явления на поверхности полупроводников и границах раздела фаз, управляющие качеством слоистых систем в интегральной электронике", Ленинград, 1983; 15) Всесоюзное совещание-семинар "Математическое моделирование и экспериментальное исследование электрической релаксации в элементах интегральных схем", ЗДзуф, 1983.

Личный вклад соискателя. Основные теоретические результаты, физические модели и положения, включенные в диссертационную работу и отраженные в выводах к главам и к диссертации в целом, принадлежат соискателю.

В диссертации частично использованы материалы кандидатской диссертации С.А.Волкова, выполненной под научным руководством В.Н.Овсюка (глава 8: исследования стабильности германиевых ВДД-структур и некоторые результаты исследований поверхностного захвата).

Анализ функции распределения горячих фотоэлектронов и вывод формулы (4.63) выполнен совместно о Н.А.Папановым. Анализ генерации поверхностного азаряда через квазинепрерывный спектр приповерхностных состояний в диэлектрике (гл. 9) выполнен совместно с аспирантом Ю.В.Настаушевым. Непосредственный расчет на ЭВМ энергетического спектра квантовой ОЕЗ германия проведен стажерами-исследователями Ю.А.Ржановым и В.И.Гутовым. Положения модели квазинепрерывного спектра ПС сформулированы совместно с чл.-корр. АН СССР А.В.Ежановым.

Лично или при непосрдедственном участии соискателя выполнены эксперименты по масс-спектрометрии реальных поверхностей германия, по его окислению в озонированном кислороде и по разработке технологии диэлектрических слоев AI2O3. Остальные эксперименты по изучению германиевых ВДП- и транзисторных структур проведены сотрудниками группы электрофизических исследований под руководством соискателя.

В экспериментах по фотоемкостному току в ВДП-структурах, по фотоэлектрическим явлениям в арсениде галлия при низких тешературах (гл. 4) и по "фотонакоплению" заряда в кремниевых ПЗС (гл. 9) соискатель принимал участие в обсуждении постановки экспериментов и в анализе результатов. По этим работам в диссертацию включены физические модели и результаты теоретического анализа, полученные лично или при непосредственном участии соискателя.

-

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Овсюк, Виктор Николаевич

Основные выводы из диссертационно! работы могут быть сформулированы следующим образом.

1. На основе теории поверхностной емкости^ с учетом ПС, обобщенной на произвольные отклонения от равновесного состояния, разработаны единые методы анализа электронных явлений при произвольных возбуждениях в ЩД- и ВДПДМ-структурах, фотосопротивлениях с приповерхностными ОПЗ и гетеропереходах.

С использованием этих методов развита теория ряда электронных процессов, открывающая новые возможности для их изучения в различных полупроводниковых системах с областями пространственного заряда.

2, Выдвинута общая концепция происхождения квазинепрерывных спектров поверхностных состояний как естественного следствия атомной или потенциальной неупорядоченности гетерофазных границ раздела, позволившая непротиворечиво объяснить основные экспериментальные закономерности поверхностного захвата.

Развита статистика рекомбинации через такие спектры ПС, показавшая появление нового рекомбинационного канала со скоростью поверхностной рекомбинации, слабо зависящей от поверхностного потенциала.

3. Комплексное исследование германиевых ВДП- и транзисторных структур с диэлектрическими слоями различного химического состава позволило а) выявить специфические особенности и построить достаточно полную физическую картину протекания электронных процессов в таких системах, б) дать физическое обоснование их перспективности для практических применений в качестве миниатюрных датчиков заряженной формы адсорбции, охлаждаемых элементов ПЗИ и полевых транзисторов, работоспособных в широком диапазоне температур.

- Аоз

БЯАГОДАНЮСТИ

Автор выражает глубокую признательность директору ИФП СО АН СССР чл.-корр. АН СССР А.В.Еканову и зав. лабораторией & 3 д.ф.-м.н. Й.Г.Неизвестному за постоянную поддержку и творческое участие в ряде совместных работ.

Автор благодарен сотрудникам группы электрофизических исследований за атмосферу творческого содружества при выполнении совместных исследований: кандидатам наук С .А.Волкову и Квон Зе Дону и аспиранту Ю.В.Настаушеву. Автор благодарит своих соавторов за проведение совместных исследований на разных этапах работы: к.ф.-м.н. Т.Е.Ковалевскую, м.н.с. А.К.Захарова, Н.А. Корнюнкина, П.М.Шипова, В.И.Аликина, стажеров-исследователей Ю.А.Вканова и В.И.Еутова, студентов ВУЗов Е.Й.З&аурикова и Н.Й.Брызгалову.

Автор глубоко признателен сотрудникам технологической группы за разработку технологий германиевых ВДП-систем и за творческое содружество при проведении совместных исследований: руководителю группы к.ф.-м.н. С.В.Покровской, инженерам Е.Б. Горохову и Г.А.Соколовой, ст. инженеру В.В.Солдатенковой.

Автор искренне признателен к.ф.-м.н. М.П.Синюкову и м.н.с.

A.М.Мищенко за предоставленную возможность принять участие в анализе результатов измерений фотоемкостных токов в германиевых и кремниевых ВДП-структурах.

Автор принооит благодарность зав. лабораторией & 13 профессору А.Ф.Кравченко и сотрудникам лаборатории Н.А.Паханову и

B.В.Назинцеву за предложение принять участие в обсуждении и анализе экспериментов по фотоэлектрическим явлениям в арсениде

- AOk галлия при криогенных температурах, что позволило расширить возможности развиваемых в диссертации методов анализа электронных процессов в полупроводниках с ОПЗ.

Автор искрненне признателен зав. лабораторией Jfe 19 Е.ЙЛе-репову и сотрудникам лаборатории к.т.н. Х.И.Кдяусу и м.н.с. В. й.Сердюку за предложение принять участие в обсуждении эксперимента и анализе результатов по "фотонакоплению" поверхностного заряда в кремниевых ПЗС.

Автор благодарен за стимулирующие обсуждения ряда вопросов, затронутых в диссертации, сотрудникам теоретической лабораторий ЙШ СО АН СССР: зав. лабораторией д.ф.-м.н. А.В.Чашшку, к.ф.-м.н. М.В.Энтину, к.ф.-м.н. Э.М.Баскину, а также сотрудникам Института д.ф.-м.н. Ю.Ф.Новотоцкому-Власову и зав. лабораторией Л 5 д.х.н. С.М.Репинскому.

Автор глубоко благодарен проф. Э.И.Адировичу, а также Ю.М. Юабову за поддержку и творческое обсуждение модели аномальной фотоЭДС в поликристаллических слоях сернистого свинца.

Автор искренне признателен за полезные обсуждения сотрудникам других институтов и организаций:

- директору Института чя.-корр. АН УССР О.В.Снитко, д.ф.-м.н. В.Г.Литовченко, к.ф.-м.н. В.С.Лысеико, д.х.н. В.А.Тягаю, д.ф.-м.н. В.Е.Примаченко, к.ф.-м.н. Е.А.Мацасу, к.ф.-м.н. В.И.Миленину, к.ф.-м.н. А.П.Горбаню, д.ф.-м.н. В.А.Зуеву (ИП АН УССР, Киев);

- зав. кафедрой проф. В.#.Киселеву, д.ф.-м.н. С.Н.Козлову (МХУ им. М.В.Ломоносова);

- зав. кафедрой проф. П.П.Конорову, к.ф.-м.н. Ю.А.Тарантову, к.ф.-м.н. О.В.Романову, д.ф.-м.н. О.М.Артамонову, д.ф.-м.н.

- U05

С.А.Комолову (НУ им. А.А.Дданова);

- к.ф.-м.н. Ю.В.Федоровичу (Объединение "Светлана", Ленинград);

- д.ф.-м.н. Гергелю В.А. (ЙШ, Москва);

- к.ф.-м.н. Семушкину Г.Б. (Шй им. М.й. Калинина).

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Овсюк, Виктор Николаевич, 1983 год

1. Абакумов В.Н., Перель В.И., Яссиевич И.Н. Теория захвата электронов на притягивающие центры в полупроводниках при фотовозбуждении. - ЖЭТФ, 1977, т. 72, № 2, о. 674-686.

2. Аграфенина Е.Н., Болховитянов Ю.Б., Болховитянова Р.И., Миллер Н.И. Электронная техника, 1972, сер. 2, вып. I, о* 129.

3. Адирович Э.И., рубинов В.М., Юабов Ю.М. О природе АФН-эффекта в полупроводниковых пленках. ДАН СССР, сер. физ.-мат., 1966, т. 168, С. 1037-1040; 1967, т. 171, с. 545-548.

4. Акопян А.А., Грибников З.С., Конакова Р.В., Тхорик Ю.А., Шварц Ю.М. Обратные токи р+-&е- n-(jaAs- гетеропереходов. -Физика и техн. полупроводников, 1975, т. 9, № 9, с. 1799-1803.

5. Аликин В.И., Овсюк В.Н. Электропроводность поликристаллическо1.го германия в зависимости от температуры и давления. - Неорганические материалы, 1975, т. II, № 5, с. 795-801.

6. Алферов Ж.И. Гетеропереходы в полупроводниковой электронике близкого будущего. В сб.: Физика сегодня и завтра. Прогнозы науки / под ред. Тучкевича В.М. М., Наука, 1973.

7. Алферов Ж.й., Андреев В.М., Портной Е.Л., Протасов И.И. Коор-динатно-чувствительные фотоэлементы на основе гетеропереходов AIXAs fraAs. - Физ. и техн. полупроводников, 1969, т. 3, Jfc 9, с. I324-1327.

8. Алферов Ж.И., Конников С,Г., Корольков В.И., Смирнов В.Б., Третьяков Д.Н., Яковенко А.А. Об одной возможности оценки влияния границы раздела в гетеропереходах на основе твердых растворов. Физ. и техн. полупроводников, 1973, т. 7,- ц\1\ с. 1423-1429.

9. Алышрович В.Л., Кравченко А.Ф., Паханов Н.А., Терехов А.С. Влияние термализации электронов на спектры фотоответа структур арсенид-галлия металл при 1,6 К. - Письма в ЖЭТФ, 1978, т. 28, е. 551.

10. Альперович В.Л., Кравченко А.Ф., Паханов Н.А., Терехов А.С. Физ. и техн. полупроводников, 1980, т. 14, с. 1768.

11. Бакуева Л.Г., Винчаков В.Н., Зубкова Т.й. Неидеальные гетеропереходы на основе сульфида свинца. Физ. и техн. полупроводников; 1978, т. 12, * 4, с. 820-821.

12. Басс Ф.Г., Гуревич Ю.Г. Горячие электроны и сильные электромагнитные волны в плазме полупроводников и газового разряда. М., Наука, 1975.

13. Бедный Б.И., Калинин А.Н., Карпович И.А. Исследование поверхностных ловушек в &aAs методами поверхностного легированияи эффекта поля. Физ. и техн. полупроводников, 1977, т. II, Jfc 2, с. 325-329.

14. Бедный Б.И., Шилова М.В., Тихов С.В., Карпович И.А. Влияние анодного окисления на фотопроводимость и состояние поверхности эпитаксиального GaAs . Физ. и техн. полупроводников, 1980, т. 14, Jfe II, с. 2134-2138.

15. Берлага Р.Я., Быкова Т.М. Влияние адсорбированного кислорода на фотоЭДС слоев сернистого свинца. Физ. тверд, тела, I960, т. 2, № 12, с. 3045-3047.

16. Берлага Р.Я., £уденок М.И. Получение реплик с поперечных сечений тонких слоев. Физ. тверд, тела, 1961, т. 3, J& 2,с. 625-626.

17. Берлага Р.Я., М.А., Страхов Л.П. Фото электродвижущая- 4i5 сила у сернисто-свинцовых сопротивлений. Ж. техн. физики, 1955, т. 25, № II, с. 1878-1883.

18. Бочкарева Н.И. Влияние "пичка" в зоне проводимости на люкс-амперные характеристики р-п-гетеропереходов P&S- &е . -Физ. и техн. полупроводников, 1977, т. II, с. 1453-1459.

19. Буров В.А., Нориков Ю.Д., Салуквадзе Л.В., Егоров Б.Н. Определение донорно-акцепторных свойств молекул в процессах адсорбции и катализа методом измерения проводимости неоднородной полупроводниковой структуры. ДАН СССР, 1977, т. 237,6, с. 1384-1387.

20. Бьюб Р. Фотопроводимость твердых тел. М., ЙЛ, 1962, 558 с.

21. Васильева Л.Л., Покровская С.В., йсанов А.В. Исследования сульфидированной поверхности германия. В сб.: Электронные процессы на поверхности и в монокристаллических слоях полупроводников. Новосибирск, Наука, 1967, с. 18-21.

22. Власенко А.В., Гергель В.А. Распределение потенциала и плотности заряда инверсионного слоя близ края электрода в ЩП-структурах. Микроэлектроника, 1979, т. 8, № 5, е. 445-448.

23. Власов Ю.Г., Тарантов Ю.А., Барабан А.П., Летавин В.П. О ионной чувствительности системы раствор электролита StQj,- Sc . - I. прикл. химии, 1980, т. 53, J6 9, с. 1980-1985.

24. Власов Ю.Г., Тарантов Ю.А., Летавин В.П. О чувствительности системы раствор электролита Si^- 5i к ионам водорода. - Ж. прикл. химии.!, 1980, т. 53, № 10, с. 2345-2347.

25. Волков С.А. Влияние прогревов в вакууме на стабильность ВДП-структур AI &G . - Микроэлектроника, 1977, т. 6,1. Jfc 3, с. 293-295.

26. Волков С.А., Горохов Е.Б., Неизвестный И.Г., Овсш В.Н. Ие- Мб следование гистерезисных явлений в структурах AI S< 02 — . - Микроэлектроника, 1975, т. 4, с. 248-253.

27. Волков С.А., Жмуриков Е.й., Неизвестный И.Г., Овсюк В.Н. Токи термостимулированной деполяризации в пленках S. -Микроэлектроника, 1979, т. 8, с. 455-458.

28. Волков С.А., Неизвестный И.Г., Овсюк В.Н. Вютерезисные явления в ВДП-структурах на германии. В монографии: Свойства структур металл-диэлектрик-полупроводник./ под ред. Рканова А.В. М., Наука, 1976, с. 190-221.

29. Волков С.А., Овсюк В.Н. О механизмах проводимости нитрида кремния в структурах металл-диэлектрик-полупроводник. -Микроэлектроника, 1981, т. 10, № 3, с. 227-234.

30. Волков С.А., Овсюк В.Н., Покровская С.В. Влияние заряженной формы адсорбции на проводимость поверхностных каналов в полупроводниках. Поверхность, физика, химия, механика, 1983,1. Jfc 4, с. II5-122.

31. Волькенштейн §.Ф. Электронная теория катализа на полупроводниках, М., ЭДФМЛ, I960, 188 с.

32. Гергель В.А., Старикова Т.Н., Тишин Ю.И. Релаксационные процессы в ВДП-структурах при больших напряжениях. Микроэлектроника, 1979, т. 8, № 4, с. 351-356.

33. Гергель В.А., Сурис Р.А. Теория поверхностных состояний и проводимости в структурах металл-диэлектрик-полупроводник. -ЖЭТФ, 1983, т. 84, №2, с. 719-736.

34. Горохов Е.Б., Каменкович Е.Л., Неизвестный Й.Г., Покровская С.В. Электрофизические свойства ЩЩ-структур на основе &е -- Sl02 Stj/v/*,- AI. - Микроэлектроника, 1976, т. 5, А 4,с. 354-358.

35. Гринев В.й., Киселев В.Ф., Матвеев В.А. Об энергетическом спектре центров рекомбинации на реальной поверхности германия. Физ. и техн. полупроводников, 1980, т. 14, № 7,с. I4I0-I4I2.

36. Гуртов В.А., Французов А.А. Полевой транзистор со сверхтонким подзатворным диэлектриком. Микроэлектроника, 1977,т. 6, Jfc 5, с. 458-460.

37. Гутов В.И., Квон З.Д., Неизвестный Й.Г., Овсюк В.Н., Ржа-нов Ю.А. Приповерхностная область пространственного заряда германия в условиях размерного квантования. Поверхность. Физика, химия, механика, 1982, № 9, с. 71-76.- *М8

38. Гэретт К,, Браттен В, Физическая теория поверхности полупроводника, В сб.: Проблемы физики полупроводников / под ред. Бонч-Бруевича В.Л. М., ИЛ, 1957, с. 345-365.

39. Добровольский П.П, Исследование неоднородности электрофизических параметров ЩД-структур. Автореферат кандидатской диссертации, Новосибирск, ИШ GO АН СССР, 1979, 19 с.

40. Дроздов В.Н., Ковалевская Т.И., Ржанов А.В., Свиташев К.К. Физико-химические и электрофизические свойства системы германий термическая двуокись германия. - Микроэлектроника, 1973, т. 2, № 2, с. 154-158.

41. Жуков Н.Д., Климов Б.Н. Исследование полной дифференциальной проводимости гетеропереходов с целью определения параметров промежуточных состояний. Физ. и техн. полупроводников, 1976, т. 10, № 6, с. 1035-1037.

42. Зарифьянц Ю.А., Киселев В.Ф., Козлов С.Н., Новотоцкий-Вла-сов Ю.Ф. Об энергетическом спектре быстрых электронных ловушек на реальной поверхности полупроводника. Вестник МГУ, сер. физики, астрономии, 1975, т. 16, * I, с. 84-91.

43. Захаров А.К., Корншкин Н.А., Неизвестный И.Г., Овсюк В.Н. Квазистатический метод определения поверхностного потенциала в полупроводниках. Микроэлектроника, 1978, т. 7, № 2,с 174-177.

44. Захаров А.К., Неизвестный И.Г., Овсюк В.Н. Емкостное и активное сопротивление на высокой частоте у германия смешаннойпроводимости в структурах ВДП при отсутствии поверхностных % состояний. Микроэлектроника, 1975, т. 4, №2, с. 173-178.

45. Захаров А.К., Неизвестный Й.Г., Овсюк В.Н. Релаксация неравновесной емкости. В монографии: Свойства структур металл-диэлектрик-полупроводник / под ред. Ржанова А.В., М., Наука, 1876, с. 47-97.

46. Захаров А.К., Неизвестный И.Г., Овсюк В.Н. Релаксация неравновесной емкости в ЩШ-структурах. Микроэлектроника, 1976, т. 5, В 2, с. 150-163.

47. Зуев В.А., Саченко А.В., Толпыго К.Б. Неравновесные прдоо-верхностные процессы в полупроводниках и полупроводниковых приборах. М., Сов, радио, 1977, 256 с.

48. Карпова И.В., Калашников С.Г. *Время жизни электронов и дырок в сильно легированном германии. Физ. тверд, тела, 1963,т. 5, с. 301.

49. Карпович И.А. Исследование высоковольтной фотоЭДС слоев В сб.: Электронно-дырочные переходы в полупроводниках. Ташкент, АН УзССР, с. 205-217.

50. Карпович И .А., Шилова М.В. Исследование высоковольтной фотоЭДС сдоев трехсернистой сурьш. Физ. тверд, тела, 1963,т. 5, Jfc 12, с. 3560-3568.

51. Кашкаров П.К., Киселев В.Ф., Петров А.В. Влияние лазерного облучения на поверхностные электронные состояния германия. -Поверхность. Физика, химия, механика, 1982, № 12, с. 47-53.

52. Квон З.Д., Неизвестный Й.Г*, Овсюк В.Н., Ржанов А.В. Германиевый ОД1-транзистор. Микроэлектроника, 1976, т. 5, й 4, с. 363-366.

53. Квон З.Д., Неизвестный Й.Г., Овсюк В.Н., Ржанов Ю#А. Магне-тосопротивление инверсионных каналов на поверхности германия. В сб.: Физика тонкопленонных систем / под ред. Вкано-ва А.В. Новосибирск, ЙШ СО АН СССР, 1978, с. 61-66.

54. Квон З.Д., Неизвестный Й.Г., Овсюк В.Н,, Вканов Ю.А. Аномальный холл-фактор в электронных инверсионных каналах на германии. Письма в ЖЭТФ, 1979, т. 30, В 3, с, 189-192*

55. Клименко А .П., Матвеева I.A., Тйорик Ю.А. Полупроводниковые приборы с гетеропереходами. Полупроводниковая техника и микроэлектроника, Киев, Наукова думка, 1971, Л 5, с» 88-100.

56. Клаус Х.Й., Овсюк В.Н,, Ржанов А.В., Сердюк Ю.й., Черепов Е.й. Исследование фотогенерации за краем фундаментального поглощения кремния в приборах с зарядовой связью. Физ. и техн. полупроводников, 1982, т. 16, В 7, о. 1239-1243.

57. Ковалевская Т.Е., Неизвестный Й.Г., Овсюк В.Н*.Частотная зависимость дифференциальной емкости ВДП-структур, обусловлен!!! ная спектром поверхностных состояний. Микроэлектроника, * 1974, т. 3, J& 6, с. 550-553.

58. Ковалевская Т.Е., Неизвестный И.Г., Овсюк В.Н. Процессы захвата носителей заряда в ВДП-структурах. В сб.: Электронные процессы на поверхности полупроводников и на границах раздела полупроводник-диэлектрик. Новосибирск, ИФП СО АН СССР, 1974, с. 71-82.

59. Ковалевская Т.Е., Неизвестный И.Г., Овсюк В.Н. Поверхностные состояния в ВДП-структурах. В монографии: Свойства структур металл-диэлектрик-полупроводник / под ред. йканова А.В. М., 1976, с. 17-46.

60. Ковалевская Т.Е., Овсюк В.Н. Термодесорбция воды с "реальной" поверхности германия. Сб. рефератов депонированных работ,1. JH 9, ВИМИ, 1973.

61. Ковалевская Т.Е., Овсюк В.Н., Ржанов А.В. Свойства структур- AbjOg, полученных методом реактивного катодного распыления. -Микроэлектроника, 1975, т. 4, $ 2, с. 185-188.

62. Ковбасюк В.П., Литовченко В.Г. Укр. физ. журнал, 1967, т. 12, с. 403.

63. Ковтонж Н.Ф. Электронные элементы на основе структур полупроводник-диэлектрик. М., Энергия, 1976, 184 с.

64. Ковтонюк Н.Ф., Федонин В.Н. 0 природе высоковольтной фотоЭДС в тонких слоях полупроводников. Изв. Вузов, физика, 1967, т. 6, с. 40-43.

65. Коган В.И., Галицкий В.М. Сборник задач по квантовой механике. М., ШТТ1, 1956, 416 с.- кп

66. Козлов С.Н., Новотоцкий-Власов Ю.Ф., Киселев В.Ф. Об эффективных параметрах медленных состояний на поверхности германия. Физ. и техн. полупроводников, 1972, т. 6, № II,с. 2102-2106.

67. Коноров П.П. Электрофизические процессы на поверхности полупроводников в системе полупроводник-электролит. Докторская диссертация, Ленинград, ЛГУ им. А.А.!данова, 1970.

68. Кравченко А.Ф., Назинцев В.В., Овсюк В.Н., Савченко А.П. Релаксация энергии горячих фотоэлектронов в приповерхностной области полупроводника. Физ, тверд, тела, 1980, т. 22,7, с. 2204-2206.

69. Кравченко А.Ф., Овсюк В.Н., Паханов Н.А. Осциллирующая поверхностная фотоЭДС на горячих электронах. Письма в ЖЭТФ, 1981, т. 34, Jfc 3, с. 129-132.

70. Кундзич А.Г., Саченко А.В. Квантование энергетического спектра в узких приповерхностных каналах и явления переноса.

71. В сб,: Электронные процессы на поверхности полупроводников и* на границе раздела полупроводник-диэлектрик. Новосибирск, ИФП СО АН СССР, 1974, с. 228-232.

72. Курышев Г.Л., Хашшулин Н.И., Постников К.О. Генерационные процессы в ВДП-структурах на в режиме неравновесного обеднения. Физ. и техн. полупроводников, 1981, т. 15, № 4, с. 654.

73. Ламперт М.А., Марк П.П. Инжекционные токи в твердых телах. М., Мир, 1973.

74. Ландсберг Г.С. Оптика. М., ГЙТТЛ, 1957.

75. Литовченко В.Г. Исследование неравновесных электронных про*-цессов на поверхности полупроводников и в области пространственного заряда. Докторская диссертация, Киев, ИШН УССР, 1970.

76. Литовченко В.Г. Основы физики полупроводниковых слоистых систем. Киев, Наукова думка, 1980, 284 с.

77. Литовченко В.Г., Горбань А.П. Основы физики микроэлектронных систем металл-диэлектрик-полупроводник.- Киев, Наукова думка, 1978, 315 с.

78. Литовченко В.Г., Ковбасюк В.П., Свириденко П.Т. Физ. тверд, тела, 1966, т. 8, с. 1147.

79. Магарилл Л.й., Энтин М.В. О форме энергетического спектра- w электрона в одномерной случайной решетке. ЖЭТФ, 1966, т. 51, № 6, с. I852-1855.

80. Мак-Кельви Дж., Лонжини Р. Скорость объемной и поверхностной рекомбинации носителей заряда в полупроводниках. В сб.: Проблемы физики полупроводников / под ред. Бонч-Бруевича B.JT. М., ИЛ, 1957, с. I09-I2I.

81. Мальцев А.И., Масловский В.М., Нагин А.П., Поспелов В.В. ; Су-рио-Р.А., Фукс Б.И. Пространственное распределение объемного заряда в диэлектрике МОП-структуры. Микроэлектроника, 1976, т. 5, В 3, с. 340.

82. Милне А. Примеси с глубокими уровнями в полупроводниках. -М., Мир, 1977, 562 с.

83. Милне А., Фойхт Д. Гетеропереходы и переходы металл-полупроводник. М., Мир, 1973, 432 с.

84. Мищенко А.П., Неизвестный И.Г., Овсюк В.Н., Синюков М.П. Исследование края фундаментального поглощения полупроводникас помощью фотоемкостного тока. Физ. и техн. полупроводников, 1976, т. 10, с. 10-14.

85. Мосс Т., Баррел Г., Эллис Б. Полупроводниковая оптоэлектроника. М., Мир, 1976.

86. Мурель В.В., Никандров А.Й., Шитова Э.В., Зорин Е.И. Микроэлектроника, 1977, т. 6, Ш 3, с. 276-279.

87. Настаушев Ю.В., Овсюк В.Н. Генерация носителей заряда в полупроводнике через "приповерхностные" состояния. Поверхность. Физика, химия, механика, 1982, № 12, с. 34-39.

88. Нахмансон Р.С. Теория поверхностной емкости. Физ. тверд, тела, 1964, т. 6, № 4, с. III5-II24.

89. Нахмансон Р.С. Эквивалентная схема поверхности полупроводника. В сб.: Электронные процессы на поверхности и в монокристаллических слоях полупроводников. Новосибирск, Наука, 1967, с. 86-96.

90. Нахмансон P.G. Конденсаторная фотоЭДС при различных законах генерации. Физика и техн. полупроводников, 1970, т. 4,3, с. 439-450.

91. Нахмансон Р.С., Овсюк З.Ш., Попов 1.К. Частотные зависимости фотоЭДС в сильно инвертированных германиевых и кремниевых

92. ЩЗД-структурах. В сб.: Электронные процессы на поверхности полупроводников и на границе раздела полупроводник-диэлектг рик. Новосибирск, ИФП СО АН СССР, 1974, с. 158-168.

93. Неизвестный Й.Г., Овсюк В.Н*, Покровская С.В. Германиевые ВДП-структуры. В монографии: Свойства структур металл-диэлектрик-полупроводник / под ред. Ржанова А.В. М., Наука, 1976, с. 126-147.

94. Неизвестный И.Г., Овсюк В.Н., Покровская С.В., Синюков М.П. Исследования границы раздела германий-диэлектрик. В сб.: Доклады первой национальной конференции. Полупроводниковая электроника (доклад $ 60). Ботевград, Болгария, 1972.

95. Неизвестный И.Г., Овсюк В.Н., Шипов П.М. О свойствах поверхности термически окисленной в озонированном кислороде. -Микроэлектроника, 1972, т. I, с. 294-297.

96. Новотоцкий-Власов Ю.Ф. Природа центров рекомбинации на поверхности германия. Труды ФЙАН СССР, 1969, т. 48, с. 3-75.

97. Овсюк В.Н. Угловая зависимость фотоЭДС в напыленных пленках

98. Р&5. Физ. и техн. полупроводников, 1968, т. 2, № 8, с. II85-II87.

99. Овсюк В.Н. Введение в физику структур металл-диэлектрик-полупроводник. Новосибирск, НГУ, ч. I, 1976; ч. 2, 1977.

100. Овсюк В.Н. Импеданс полупроводника и фотоЭДС в ВДП-структу-рах на малом переменном сигнале. Физ. и техн. полупроводников, 1979, т» 13, № 6, с. 1240.

101. Овсш В.Н. Влияние приповерхностных областей пространственного заряда на фотопроводимость полупроводников. Физ. и техн. полупроводников, 1979, т. 13, № 6, с. 1057-1064.

102. Овсюк В.Н. Теория дифференциальной проводимости гетеропереходов при наличии электронных состояний на границе раздела. -Физ. и техн. полупроводников, 1980, т. 14, $ 2, с. 217-225.

103. Овсюк В.Н. Поверхностные соотояния в полупроводниках. Новосибирск, НГУ, 1980, 91 с.

104. Овсюк В.Н. Фоточувствительность гетеропереходов при разрывах краев зон на их границах раздела. Физ. и техн. полупроводников, 1982, т. 16, Ш 13, с. 1037-1045.

105. Овсш В.Н. Продольная диффузия неравновесных носителей заряда в тонких образцах полупроводников. Физ. и техн. полупроводников, 1982, т. 16, № 12, с. 2I46-2I5I.

106. Овсюк В.Н., Ежанов А.В. 0 квазинепрерывном спектре состояний на поверхности полупроводников. Физ. и техн. полупроводников, 1969, т. 3, №2, с. 294-296.

107. Овсюк В.Н., Ржанов А.В. Электрофизические свойства тонких пленок полупроводников. Новосибирск, НГУ, 1980, 96 с.

108. Овсюк В.Н., Смирнов JT.C. Влияние электронной бомбардировки на состояние поверхности германия. Физ. тверд, тела, 1964, т. 6, с. 3031-3037.

109. Панков Ж. Оптические процессы в полупроводниках. М., Мир, 1973, 456 с.

110. Пикус Г.Е. Основы теории полупроводниковых приборов. -М., Наука, 1965, 448 с.

111. Пипа В.И. О проводимости приповерхностных слоев пространственного заряда в полупроводниках. Физ. и техн. полупроводников, 1970, т. 4, № 9

112. Полупроводниковые формирователи сигналов изображения. Под ред. П.Йесперса, Ф. Ван де Вилле и М.Уайта. М., Мир, 1979.

113. Проблемы физики поверхности полупроводников / под ред. Снит-ко О.В. (авторы: Снитко О.В., Саченко А.В., Примаченко В.Е.и др.). Киев, Наукова думка, 1981, 332 с.

114. Репинский С.М., Овсюк В.Н., Шипов П.М. ВДД-структуры на основе германия и германатно-силикатных стекол. Микроэлектроника, 1975, т. 4, № 4, с. 361-363.129. йшнов А.В. Физ. тверд, тела, 1962, т. 4, с. 1279.

115. Ржанов А.В. Исследования некоторых электронных процессов на поверхности германия. Труды ФИАН СССР, 1963, т. 20, с. 3.

116. Вшнов А.В. Электронные процессы на поверхности полупроводников. М., Наука» 1971, 480 с.

117. Вжанов А.В., Свиташев К.К., Филатова Е.С., Шепель В.М. Исследование поверхностной фотопроводимости германия. Физ. тверд, тела, т.1966, т. 8, Jfc 3, с. 758-765.- А28

118. Ржанов А.В., Синица С.П. Системы памяти на основе J/ЩИ- и ШОП-структур. Микроэлектроника, 1977, т. 6,. J66, с.491-501.

119. Ржанов А.В., Синюков М.П. Физ. и техн. полупроводников, 1968, т. 2, с. 504.

120. Роуз А. Основы теории фотопроводимости. М., Мир, 1966.

121. Рывкин С.М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. -М., ГИФМЛ, 1963.

122. Рывкин С.М., Тархин Д.В. "Замороженная" проводимость и фотопроводимость в кремнии с р-п-переходом при низких температурах. Физ. и техн. полупроводников, 1973, т. 7, Л 7,с. 1447-1450.

123. Садофьев Ю.Г., Перелыгин А.й. Микроэлектроника, 1974, т. 3, с. 520.

124. Саченко А.В. О влиянии поверхностных состояний на потери в приборах с зарядовой связью. Микроэлектроника, 1975, т. 4, № 2, с. 170-173.

125. Саченко А.В. Поверхностно-чувствительные фотоэффекты в полупроводниках. В сб.: Материалы 4-й Всесоюзной школы-сеш-нара по физике полупроводников. Ленинград, ЛГУ им. А.А.Жданова, 1979, о. 241-270.

126. Саченко А.В., Снитко О.В. Особенности кинетики фотоэффектов в полупроводниках при произвольном изгибе зон на поверхности'. Физ. и техн. полупроводников, 1969, т. 3, I 8, с. 1273-1274.

127. Свойства структур металл-диэлектрик-полупроводник / подред. Ржанова А.В. (авторы: Ковалевская Т.Е., Неизвестный И.Г., Овсюк В.Н., Захаров А.К. и др.). М., Наука, 1976 , 280 с.

128. Смит Р. Полупроводники. М., ИЛ, 1962, 460 с.

129. Снитко О.В. Исследование электрофизических свойств поверх-ности германия, кремния и сульфида кадмия при различных активных воздействиях. Докторская диссертация, Киев, ШПАН УССР, 1968.

130. Стафеев В.И., Банин Е.С., 1Усаров А.В., Терехович Т.Ф., Пелевин О.В., Николаев М.й. Исследование гетеропереходовп-РЬ-j-x 5пх Те р-Р& jx SnxTe,. - Физ. и техн. полупроводников, 1978, т. 12, № 9, с. I7I4-I7I8.

131. Стерн Ф. Квантовые свойства поверхностных слоев пространственного заряда. В кн.: Новое в исследовании поверхности твердого тела, вып. 2. - М., Мир, 1977, с. 280-305.

132. Стриха В.И. Теоретические основы работы контакта металл-полупроводник. Киев, Наукова думка, 1974 , 264 с.

133. Сытенко Т.И. Электрофизические свойства арсенида галлия. -Киев, КПЙ, 1978, 100 с.

134. Тареев В.М. Физика диэлектрических материалов. М., Энергия, 1973.

135. Тихов С.В., Бедный Б.Й., Карпович И.А., Мартынов В.В.

136. О зарядовом состоянии диэлектрика в структуре ареенид галлия анодный окисел. - Микроэлектроника, 1981, т. 10, № 3, с. 250-252.

137. Федорович Ю.В. Электронно-ионные процессы в структурах полупроводник-диэлектрик. В кн.: Элементарные физико-химические процессы на поверхности монькристаллических полупроводников / под ред. Ржанова А.В* Новосибирск, Наука, 1975,с. 137-149.

138. Федорович Ю.В,, Фогель В.А, Участие электронно-ионныь процессов в поверхностных явлениях полупроводников. В сб.: Некоторые проблемы физики и химии поверхности полупроводников / под ред. Вканова А.В. Новосибирск, Наука, 1972, с. 181-234.

139. Фогель В.А. Электронная техника, 1971, серия 2, вып. I, с. 87.

140. Чаплик А.В., Энтин М.В. ЖЭТФ, 1968, т. 55, с. 990.

141. Шокли В. Теория электронных полупроводников. М., Ш, 1953.

142. Шокли В., Рид У. Статистика рекомбинации дырок и электронов. В сб.: Полупроводниковые электронные приборы / подред. Ржанова А.В. М., ИЛ, 1953, с. I2I-I40.

143. Шотов А.П. Пробой электронно-дырочных переходов в германии на ударном напряжении. ЖТФ, 1956, т. 26, № 8,0.1634-1645.

144. Эдельмад Ф.Л. Структуры компонентов БИС. Новосибирск, Наука, 1980, 256 с,

145. Электронные явления на поверхности полупроводников / под ред. Ляшенко В.И. (авторы: Ляшенко В.И., Литовченко В.Г., Стеико И.И., Стриха В.И., Ляшенко Л.В.). Киев, Наукова думка, 1968, 400 с.

146. Энтин М.В. Поверхностная подвижность электронов в условиях квантующего изгиба зон. Физ. тверд, тела, 1969, т. II,1. J* 4, с. 958-961.

147. Юнович А.Э., Тихонов В.И. О кинетике поверхностных явлений в кремнии. В сб.: Поверхностные свойства полупроводников / под ред. Фрумкина А.Н,, Ржанова А.В. и Бурштейн Р.Х.

148. М., АН СССР, 1962, с. 138-147.

149. Яковлева Г.Д. Таблицы функций Эйри и их производных. -М., Наука, 1969, 377 с.168. .American Institute of Physics Handbook, 2nd,

150. McGrow Hill Book Company, Inc., New York, Toronto, London, 1963, pp 6-107.

151. Braunstein R., Moore A.R., Herman F. Phys. Rev., 1958, v. 109, No 3, p. 695-710.

152. Calsolary P.V., Graffi S., Morandi C. Solid-State Electronics, 1974, v. 17, No 10, p. 1001-1004.

153. Dash W.C., Newman R., Intrinsic Optical Absorption in Singl-Cristal Germanium and Silicon at 77 and 300 K. Phys, Rev., 1955, v. 99, p. 1151-1155.

154. Donnely J.P., Milnes A.G. The capacitance of p-n-heterojunction including the effects of interface states. IEEE Trans. Electron. Dev., 1967, v. ed-14, No 2, p. 63-68.

155. Dunbar P.M., Hauser I.R. Solid State Electronics, 1976, v. 19, p. 95.

156. Pang P.P., Powler A.B. Transport Properties of Electrons in Inverted Silicon Surface. Phys. Rev., 1968, v. 169, p. 619631.175» Prankl D.H. Electrical properties of semiconductor surfaces. Pergamon Press, Oxford-London, 1967.

157. Garlik G.P., Gibson A.P. Proc. Phys. Soc., 1968, v. 60, p. 574.

158. Garrett C.G., Brattain W.H. Bell Syst. Techn. J., 1956, v. 35, p. 1041.

159. Ginovker A. S., Gritsenko V.A., Sinitsa S.P. Two-Band Conduction of Amorphous Silicon Nitride. Phys. Stat. Sol. (a), 1974, v. 26, No 2, p. 489.

160. Grafe W. Field effect measurement on silicon and germanium with high frequency current. Phys. Stat. Sol., (a), 1971,v. 4', No 2, p. 369-373.- ЦЪЬ

161. Gray P.V., Brown D.M. Density of Si-Si02 interface states. -Appl. Phys. Lett., 1966, v. 8, No 2, p. 31-33.

162. Greene R.I1., Bixler D., Lee R.N. Semiconductor Surface Electrostatics. J. Vac. Sci. and Techn., 1971, v. 8, 3Jo 1,

163. Gritsenko V.A. XX Int. Kolloquium, Ilmenau, 1975, Heft 5, p. 127»

164. Harper P.G., Hodby J.W., Stradling R.A. Reports on Progress in Physics, 1973, v. 36, p. 57.

165. Hornbeck I.A., Haynes I.R. Phys. Rev., 1952, v. 97, p. 311; 1955, v. 100, p. 606.

166. Iwauchi S., Tanaka T. Jap. J. Appl. Phys., 1971, v. 10, p. 260.

167. Kendall P. Conference on the physics and applications of lithium diffused silicon, MSA, 1969.

168. Koomen J. The measurements of interface states charge in the MOS-system. Solid State Electronics, 1971, v. 14, No 7,p. 570-580.

169. Kravchenko A.F., Nazintsev V.V., Ovsyuk V.N., Savchenko A.P. Energy Relaxation of Photoecxited Hot Electrons in the Near-Surface Region of Semiconductors. Phys. Stat. Sol. (a), 1980, v. 59, p. к151-к154.

170. Kvon Z.D., Neizvestny I.G., Ovsyuk V.N. Effect of the reverse bias between channel and substrate on the effective mobility of electrons in Ge i.g.f.e.t. Electronics Lett., 1977, v. 13, No 20, p. 624-626.

171. Lehovec K., Slobodskoy A., Impedance of semiconductor-insula-tor-metall capacitors. Solid State Electronics, 1964, v. 7, No 1, p. 59-79.- ы

172. Makinson R.E., Roberts A.P. Austr. J. Phys., i960, v. 13, p. 437.

173. Many A., Goldstein У., Grover N.B. Semiconductor surfaces.- New York, John Willey and Sons, Inc., 1965.

174. Murphy N.S., Berz P., Flinn J. Solid State Electronics, 1969, v. 12, p. 775.

175. Nakhmanson R. S. Solid State Electronics, 1976, v. 19, p.n745

176. Nathanson H.C., Jund D., Grosvalet J. IEEE Trans. Electron. Dev., 1968, v. ED-15, p. 362.

177. Neisvestny I.G., Ovsyuk V.N. Statistics of Recombination trough Quasicontinuous Spectrum of Surface States. Phys. Stat. Sol. (a), 1973, v. 18, p. 465-471.

178. Nikollian E.H., Goetzberger A. The Si-Si02 interface electrical properties as determined by the MIS-conductance technique.- Bell System Techn. J., 1967, v. 46, p. 1055-1133.

179. Preier H. IEEE Trans. Electron. Dev., 1968, v. ED-15, No 12, p. 990.

180. Preier H. Surface Sci., 1969, v. 17, p. 125.

181. Rogers G.G. Solid State Electronics, 1968, v. 11, p. 1079.

182. Ross E.G., Wallmark J.T. RCA Rev., 1969, v. 30, p. 366.

183. Sah C.T., Shockley W. Electron-hole recombination statistics in semiconductors through flows with charge conditions. -Phys. Rev., 1958, v. 101, No 4, p. 1103-1115.

184. Schwabe G. Zeitschrift fur laturforschung, 1955, B. 10-a, No 1, s. 78-81.

185. Sher A., Crouch R.K., Lu S.S., Miller W.E., Moriarty J.A.- Appl. Phys. Lett., 1978, v. 32, No 11, p. 713.

186. Shik A. Ya., Shmartsev Yu.V. On the theory of non-ideal hete- А55 injunctions. Phys. Stat. Sol., 1981, v. 64, No 2, p. 723-734.

187. Shockley W. On surface states associated with a periodic potential. Phys. Rev., 1939, v. 56, p. 317.

188. Sesnic S.S., Graig G.R. IEEE Trans. Electron Dev., 1972, v. ED-19, p. 933.

189. Sitenko T.N., Tyagulski I.P., Lyashenko V.I., Lisenko V.S. Role of the surface band bending in residual conductivity formation in epitaxial GaAs films.- Phys. States Sol. (a),1975, v. 30, No 2, p. 755-763.

190. Stern P. Self consistent residual for n-type Si inversion layers. Phys. Rev., 1972, v. B5, p. 4891-4906.

191. Sze S.M. Current Transport and Maximum Dielectric Strengh of Silicon Nitride Films. J. Appl. Phys., 1967, v. 38, No 7, p. 2951.

192. Sze S.M., Gibbons G. Avalanche breakdown voltage of abrupt and lineary graded p-n-junctions in Ge. Appl. Phys. Lett., 1966, v. 8, No 3, p. 111-115.

193. Tanabashi K., Kobayashi K. Properties of Vapor Deposited Silicon Nitrid Films with Varying Excess Si Content. Jap. J. Appl. Phys., 1973, v. 12, No 5, p. 641.

194. Tamm I.E. Phys. Z. Sovjetunion, 1933, B. 1, s. 733.

195. Tyagi M.S., Van Overstraeten R. Solid State Electronics, 1 1983, v. 26, p. 577.

196. Van Overstraeten R.J., Declerk G.J., Muls P.A. IEEE Trans. Electron. Dev., 1975, v. ED-22, p. 282.

197. Velde T.S. Mathematical analysis of a heterojunction, applied to the copper sulphide cadmium sulphide solar cell.

198. Solid State Electronics, 1973, v. 16, No T-12, p. 1305-1314.

199. Walden R.H. A Method for the Determination of High-Field Conduction Lows in Insulating Films in the Presence of Charge

200. Trapping. J.Appl.Phys., 1972, v. 43, No 3, p. 1178.

201. Wallmark J.T. A new semiconductor photocell using lateral photoeffect. Proc. IRE, 1957, v. 45, No 4, p. 474-483.

202. Wallmark J. Т., Scott J.H. RCA Rev., 19^9, v. 30, p. 335.

203. Werner C., Eder A., Bernt H. Solid State Electronics, 1981, v. 24, No 3, p. 275-279.

204. Wu S.H., Anderson R.L. Solid State Electronics, 1974, v. 17, p. 1125.

205. Wu Ch.-Yu., Chen I.P. Solid State Electronics, 1982, v. 25, p. 679.

206. Yeargen J.R., Taylor H.L. The Poole-Prenkel Effect with Compensation Present. J. Appl. Phys., 1968, v. 39, p. 500.

207. Yun B.H. Measurements of charge propagation in Si^N^ films. Appl. Phys. Lett., 1974, v. 25, No 6, p. 340.

208. Zerbst M. Relaxationsefgekte an Halbleiter-Isolator Grenz-flachen. Zs. angew. Phys., 1966, B. 22, No 1, s. 30.