Создание низкоразмерной среды в арсениде галлия для устройств микро- и наноэлектроники (стр. 5 из 5)
В случае плоского образца материала при однородном поле удельное объемное сопротивление рассчитывают по формуле:
, (12)где
– объемное сопротивление, Ом; 
– площадь электрода, м 
; 
– толщина образца, м.Удельное поверхностное сопротивление
численно равно сопротивлению квадрата (любых размеров), мысленно выделенного на поверхности материала, если ток проходит через две противоположные стороны этого квадрата ( выражают в Омах): 
, (13)где
- поверхностное сопротивление образца материала между параллельно поставленными электродами шириной 
отстоящими друг от друга на расстоянии 
(рисунок 12).
Рисунок 12 – Эскиз размещения электродов (1) на поверхности образца из электроизоляционного материала (2) при измерении
арсенид галлий заряд матрица
По удельному объемному сопротивлению можно определить удельную объемную проводимость
и соответственно удельную поверхностную проводимость 
.Полная проводимость твердого диэлектрика, соответствующая его сопротивлению
, складывается из объемной и поверхностной проводимостей.Так как в данной работе использовались плоские образцы, то для расчета удельного объемного сопротивления подходит формула (12). Исходные данные:
=215000 Ом; 
=0,0001 м ; 
=0,00035 м., тогда 
(14) 
В процессе анодирования снималась вольт-амперная характеристика, по которой впоследствии была определена динамика изменения сопротивления цепи (рисунки 13, 14).
Рисунок 13 – Изменение сопротивления цепи в процессе анодирования образца n-типа проводимости
Рисунок 14 – Изменение сопротивления цепи в процессе анодирования образца p-типа проводимости
Сразу после травления образцы промывались дистиллированной водой, извлекались из ячейки и высушивались на воздухе. При визуальном рассмотрении можно было отметить потемнение поверхности образцов после анодирования.
3.3 Оптические свойства
Исследована спектральная зависимость фотоответа образцов пористого арсенида галлия.
Схема экспериментальной установки (рисунок 14) содержала осветитель с оптической системой, сигнал с которого поступал на образец, связанный с узкополосным усилителем. Фотоответ в мкВ фиксировался на шкале усилителя в момент совпадения частот вращения механического модулятора и полосы пропускания усилителя, настроенного на заданную длину волны.
1 – осветитель с оптической системой; 2 – исследуемый образец; 3 – узкополосный усилитель.
Рисунок 14 – Схема установки для исследования спектральной зависимости фотоответа
Рисунок 15 – Зависимость фотоответа от длины волны падающего света (площадь воздействия света
)Как видно из приведённого графика, приближаясь к длине волны красного цвета, величина фотоответа замедляет свой рост, что позволяет сделать предположение о том, что максимум фотолюминесценции приходится на длину волны порядка 650 нм.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1) Методами скола и селективного травления определена кристаллографическая ориентация фрагментов подложек арсенида галлия; методом термо-ЭДС определён их тип проводимости; четырёхзондовым методом определено удельное поверхностное сопротивление и рассчитана концентрация носителей, составившая величину порядка
.2) Проведено анодирование подложек арсенида галлия n- и p-типов проводимости с ориентацией (100); при помощи сканирующего электронного микроскопа установлено, что формируется низкоразмерная среда с размерами элементов до 500 нм.
3) Измерено удельное сопротивление полученных слоёв, которое составило величину порядка
. Такое высокое сопротивление объясняется наличием пор в полученном материале.4) Исследование фотоэлектрических свойств образцов n- и p-типа показывает, что максимум фотоактивности образцов соответствует длине волны красного света 650–680 нм, – 1,7 эВ. В образце арсенида галлия n-типа проводимости величина фотоответа выше, чем в образце p-типа проводимости примерно на 15–20 %, что совпадает с литературными данными.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Ковтонюк Н.Ф. Измерение параметров полупроводниковых материалов [Текст]: учеб. / Н.Ф. Ковтонюк, Ю.А. Концевой. – М.: Металлургия, 1970. – 272 с.
2. Батавин В.В. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур [Текст]: учеб. / В.В. Батавин, Ю.А. Концевой, Ю.В. Федорович. М.: Радио и связь, 1985. – 264 с.
3. Мямлин В.А. Электрохимия полупроводников [Текст]: учеб. / В.А Мямлин, Ю.В. Плесков. М.: Наука, 1965. – 376 с.
4. Гуревич Ю.Я. Фотоэлектрохимия полупроводников [Текст]: учеб. / Ю.Я. Гуревич, Ю.В. Плесков. М.: Наука, 1983. – 281 с.
5. Шелованова, Г.Н. Материаловедение и материалы электронных средств [Текст]: метод. указания по лаб. раб. №1-10 / Г.Н. Шелованова. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. – 64 с.
6. http://www.krugosvet.ru/ Онлайн энциклопедия Кругосвет. Электронный микроскоп.
7. Николаев, К.П. Особенности получения и области применения пористого кремния в электронной технике [Текст] / Николаев К.П., Немировский Л.Н // Обзоры по электронной технике – 1989. – №9. – С. 59.
8. Properties of Porous Silicon / Ed. L. Canham. DERA: Malvern, UK, 1997. 405 p
9. Зимин, С.П. Пористый кремний – материал с новыми свойствами [Текст] / С.П. Зимин. // Соросовский образовательный журнал – 2004. – №1. – С. 48-53.
10. Образцов, А.Н. Поглощеине света и фотолюминесценция пористого кремния [Текст] / А.Н. Образцов, В.А. Караванский, Х. Окуси, Х. Ватанабе. // Физика и техника полупроводников – 1998. – №8. – С. 79-83
11. Зимин, С.П. Классификация электрических свойств пористого кремния [Текст] / С.П. Зимин. // Физика и техника полупроводников – 2000. – №3. – С. 31-34.
12. Белогорохов, А.И. Оптические свойства пористого наноразмерного GaAs [Текст] / А.И. Белогорохов, С.А. Гаврилов, И.А. Белогорохов, А.А. Тихомиров. // Физика и техника полупроводников. – 2005. – №39. – С. 25-29.
13. Аверкиев, Н.С. Оптические и электрические свойства пористого арсенида галлия [Текст] / Н.С. Аверкиев, Л.П. Казакова, Э.А. Лебедев, Ю.В. Рудь, А.Н. Смирнов, Н.Н. Смирнова. // Физика и техника полупроводников – 2000. – №34. – С. 58-65.
14. Горячев, Д.Н. Фотолюминесценция пористого арсенида галлия [Текст] / Д.Н. Горячев, О.М. Сресели. // Физика и техника полупроводников – 1997. – №31. – С. 47-52.
15. Бузынин, Ю.И. Монокристаллические слои GaAs, AlGaAs и InGaAs, полученные методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений на подложках пористого арсенида галлия [Текст] / Ю.И. Бузынин, С.А. Гусев, В.М. Данильцев, М.Н. Дроздов, Ю.Н. Дроздов, А.В. Мурель, О.И. Хрыкин, В.И. Шашкин. // Письма в ЖТФ – 2000. – №7. – С. 112-118.
16. Орлов, Л.К. Формирование структуры квантовых нитей InGaAs в матрице арсенида галлия [Текст] / Л.К. Орлов, Н.Л. Ивина. // Физика твёрдого тела – 2004. – №5. – С. 86-90.