Mott–Schottky(莫特-肖特基)专题
【专题】Mott-Schottky测试及数据处理作者: jjfyj 收录日期: 2010-12-05 发布日期: 2010-11-28
发现很多虫友对Mott-schottky技术提问的很多，但基本上没有明确的答复。我对此技术了解得也很少，本质上来说，Mott-schottky属于固体物理学的知识。由于本人才疏学浅，接触它也仅仅几天的时间，因此无法对Mott-schottky曲线的分析以及更加高深的部分进行解答，万望谅解。今就如何在上海辰华CHI660B 电化学工作站测试Mott-schottky曲线，以及如何进行数据处理，说一下自己的经验。不当之处祈盼大牛指正，大家共同学习提高。
作者：jjfyj
1、Mott-schottky测试
测试技术采用Impedance-Potential，如图所示：
接着设置参数：
我的理解是，Mott-schottky属于固定频率测试阻抗随电位的变化关系。yaya2566虫友（https://www.360docs.net/doc/3116890145.html,/bbs/viewthread.php?tid=2606750）liaofan33 虫友（https://www.360docs.net/doc/3116890145.html,/bbs/viewthread.php?tid=2345087）均问到参数的设置问题。从第二张图上我们可以看到，需要设置的参数分别
有初始电位，终止电位，电位增幅，幅值（对应于文献中的交流扰动信号/正弦波交流电信号），频率等等。
首先，需要自己拟定合适的电位区间，大家可以去查找自己领域的文献。电位增幅，我选择的是很低的，觉得这样测定出来的数据更加准确，就像极化曲线或CV中扫速越小，曲线越精确一样，不知这样理解是否正确，留待大牛斧正。幅值，我觉得与EIS是一样的，一般选择5mV或10mV，由于Mott-schottky一般是来研究半导体型的钝化膜，10mV为宜。频率的选择，我们可以选择不同的频率做一系列曲线，如果测试频率的增加使各曲线电容值减小, 表明电容对频率的依赖，Mott-schottky 曲线随频率变化发生弥散现象（可参考张云莲，史美伦，陈志源的《钢筋钝化膜半导体性能的Mott_Schottky研究》和孔德生，李亮的《电容测量研究铬表面氧化膜的半导体性能》）
至于直流电偏移一项，CHI660B给出的说明是：
When dc current is high and ac current is low, the sensitivity can not be increased because dc current will overflow. This problem is more serious when the frequency is relatively low. By applying dc current bias, it allows higher ac signal amplification. A 16-bit DAC is used for this purpose. If dc current is not expected to be large and the frequency is high, one may not want to bias dc current.
大家可以自行判断。
最后一项是灵敏度，说明书给出的解释是The sensitivity scale setting is automatic by default. During the experiment, the system tests the current size and determines the proper sensitivity scale. It usually works well. The sensitivity scale setting can also be manually overridden. In certain
cases, it may provide better results.因此我保留的是默认值。
中间几项也采用默认数值。
作者：jjfyj
二、Mott-schottky曲线的显示
试验完成后，显示的图形为LogZ-E图，我们可以另起改为Mott-schottky 曲线形式显示。
Graphics-Graph option
在Data下拉菜单中可以看到有两个Mott-schottky曲线可供选择
区别在于电容的不同，一个Cs一个是Cp。
下标s为series串联；p为parallel并联
jruij 虫友（https://www.360docs.net/doc/3116890145.html,/bbs/viewthread.php?tid=701502）的解释我认为是合理的。
作者：jjfyj
三、数据处理
ldy1985虫友（[url]https://www.360docs.net/doc/3116890145.html,/bbs/viewthread.php?tid=2185899）和llaa虫友(https://www.360docs.net/doc/3116890145.html,/bbs/viewthread.php?tid=1753161)等问到了一
个关键性的问题：convert之后的txt文本打开来，依然只有potential，Zr，Zi，Z和phase数据，并没有C的出现。只能在graph[/url] option中转换看到。
其实，这就需要进行简单的计算了，当然不必用手工计算，我们可以在origin 里自拟公式加以解决。
1、首先，将convert好的txt打开
删除header信息：
2、在Origin中导入数据
选取import single ascii
3、删除数据以上的各行
假如忽略此步骤，再添加新列进行计算时，会提示1600错误
4、新增两列，分别是C和1/C^2
C列set volume values公式为：
1/C^2列计算公式为：
[ Last edited by jjfyj on 2010-12-5 at 09:17 ]
作者：jjfyj
5、作图
以E为X轴，1/C^2为Y轴作图
即得到Mott-schottky曲线：
作者：jjfyj
四、判断半导体类型
在Mott-schottky曲线中找到直线部分，可以进行分析
Mott-schottky直线的斜率小于零，说明表面氧化膜具有p 型半导体特性，否则为n型
当然，通过直线部分测出斜率数值外，还可以外推其截距，都可以带入
Mott-schottky公式中进行进一步的处理，此处不再赘述。
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【专题】M o t t-S c h o t t k y测试及数据处理 作者:jjfyj??收录日期:2010-12-05??发布日期:2010-11-28 发现很多虫友对Mott-schottky技术提问的很多，但基本上没有明确的答复。我对此技术了解得也很少，本质上来说，Mott-schottky属于固体物理学的知识。由于本人才疏学浅，接触它也仅仅几天的时间，因此无法对Mott-schottky曲线的分析以及更加高深的部分进行解答，万望谅解。今就如何在上海辰华CHI660B 电化学工作站测试Mott-schottky曲线，以及如何进行数据处理，说一下自己的经验。不当之处祈盼大牛指正，大家共同学习提高。 作者：jjfyj 1、Mott-schottky测试 ??测试技术采用Impedance-Potential，如图所示： 接着设置参数：
??我的理解是，Mott-schottky属于固定频率测试阻抗随电位的变化关系。yaya2566虫友（ liaofan33虫友（ ??均问到参数的设置问题。从第二张图上我们可以看到，需要设置的参数分别有初始电位，终止电位，电位增幅，幅值（对应于文献中的交流扰动信号/正弦波交流电信号），频率等等。 ??首先，需要自己拟定合适的电位区间，大家可以去查找自己领域的文献。电位增幅，我选择的是很低的，觉得这样测定出来的数据更加准确，就像极化曲线或CV中扫速越小，曲线越精确一样，不知这样理解是否正确，留待大牛斧正。幅值，我觉得与EIS是一样的，一般选择5mV或10mV，由于Mott-schottky一般是来研究半导体型的钝化膜，10mV为宜。频率的选择，我们可以选择不同的频率做一系列曲线，如果测试频率的增加使各曲线电容值减小,表明电容对频率的依赖，Mott-schottky曲线随频率变化发生弥散现象（可参考张云莲，史美伦，陈志源的《钢筋钝化膜半导体性能的Mott_Schottky研究》和孔德生，李亮的《电容测量研究铬表面氧化膜的半导体性能》） ??至于直流电偏移一项，CHI660B给出的说明是：Whendccurrentishighandaccurrentislow,thesensitivitycannotbeincreasedb ecausedccurrentwilloverflow.Thisproblemismoreseriouswhenthefrequencyi srelativelylow.Byapplyingdccurrentbias,itallowshigheracsignalamplific ation.A16-bitDACisusedforthispurpose.Ifdccurrentisnotexpectedtobelarg eandthefrequencyishigh,onemaynotwanttobiasdccurrent. 大家可以自行判断。 ??最后一项是灵敏度，说明书给出的解释是Thesensitivityscalesettingisautomaticbydefault.Duringtheexperiment,th esystemteststhecurrentsizeanddeterminesthepropersensitivityscale.Itus uallyworkswell.Thesensitivityscalesettingcanalsobemanuallyoverridden. Incertain cases,itmayprovidebetterresults.因此我保留的是默认值。 ??中间几项也采用默认数值。
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【专题】Mott-Schottky测试及数据处理 作者: jjfyj 收录日期: 2010-12-05 发布日期: 2010-11-28 发现很多虫友对Mott-schottky技术提问的很多，但基本上没有明确的答复。我对此技术了解得也很少，本质上来说，Mott-schottky属于固体物理学的知识。由于本人才疏学浅，接触它也仅仅几天的时间，因此无法对Mott-schottky曲线的分析以及更加高深的部分进行解答，万望谅解。今就如何在上海辰华CHI660B电化学工作站测试Mott-schottky曲线，以及如何进行数据处理，说一下自己的经验。不当之处祈盼大牛指正，大家共同学习提高。 作者：jjfyj 1、Mott-schottky测试 测试技术采用Impedance-Potential，如图所示：
接着设置参数： 我的理解是，Mott-schottky属于固定频率测试阻抗随电位的变化关系。
yaya2566虫友（
https://www.360docs.net/doc/3116890145.html,/bbs/viewthread.php?tid=2606750） liaofan33 虫友（https://www.360docs.net/doc/3116890145.html,/bbs/viewthread.php?tid=2345087）均问到参数的设置问题。从第二张图上我们可以看到，需要设置的参数分别有初始电位，终止电位，电位增幅，幅值（对应于文献中的交流扰动信号/正弦波交流电信号），频率等等。 首先，需要自己拟定合适的电位区间，大家可以去查找自己领域的文献。电位增幅，我选择的是很低的，觉得这样测定出来的数据更加准确，就像极化曲线或CV中扫速越小，曲线越精确一样，不知这样理解是否正确，留待大牛斧正。幅值，我觉得与EIS是一样的，一般选择5mV或10mV，由于Mott-schottky一般是来研究半导体型的钝化膜，10mV为宜。频率的选择，我们可以选择不同的频率做一系列曲线，如果测试频率的增加使各曲线电容值减小, 表明电容对频率的依赖，Mott-schottky 曲线随频率变化发生弥散现象（可参考张云莲，史美伦，陈志源的《钢筋钝化膜半导体性能的Mott_Schottky研究》和孔德生，李亮的《电容测量研究铬表面氧化膜的半导体性能》） 至于直流电偏移一项，CHI660B给出的说明是： When dc current is high and ac current is low, the sensitivity can not be increased because dc current will overflow. This problem is more serious when the frequency is relatively low. By applying dc current bias, it allows higher ac signal amplification. A 16-bit DAC is used for this purpose. If dc current is not expected to be large and the frequency is high, one may not want to bias dc current. 大家可以自行判断。
Mott–Schottky莫特肖特基专题精编版
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【专题】Mott-Schottky测试及数据处理 作者: jjfyj 收录日期: 2010-12-05 发布日期: 2010-11-28 发现很多虫友对Mott-schottky技术提问的很多，但基本上没有明确的答复。我对此技术了解得也很少，本质上来说，Mott-schottky属于固体物理学的知识。由于本人才疏学浅，接触它也仅仅几天的时间，因此无法对Mott-schottky曲线的分析以及更加高深的部分进行解答，万望谅解。今就如何在上海辰华CHI660B电化学工作站测试Mott-schottky曲线，以及如何进行数据处理，说一下自己的经验。不当之处祈盼大牛指正，大家共同学习提高。 作者：jjfyj 1、Mott-schottky测试 测试技术采用Impedance-Potential，如图所示：
接着设置参数： 我的理解是，Mott-schottky属于固定频率测试阻抗随电位的变化关系。 yaya2566虫友（ liaofan33 虫友（ 均问到参数的设置问题。从第二张图上我们可以看到，需要设置的参数分别有初始电位，终止电位，电位增幅，幅值（对应于文献中的交流扰动信号/正弦波 交流电信号），频率等等。 首先，需要自己拟定合适的电位区间，大家可以去查找自己领域的文献。电位增幅，我选择的是很低的，觉得这样测定出来的数据更加准确，就像极化曲线或CV中扫速越小，曲线越精确一样，不知这样理解是否正确，留待大牛斧正。幅值，我觉得与EIS是一样的，一般选择5mV或10mV，由于Mott-schottky一般是来研究半导体型的钝化膜，10mV为宜。频率的选择，我们可以选择不同的频率做一系列曲线，如果测试频率的增加使各曲线电容值减小, 表明电容对频率的依赖，Mott-schottky 曲线随频率变化发生弥散现象（可参考张云莲，史美伦，陈志源的《钢筋钝化膜半导体性能的Mott_Schottky研究》和孔德生，李亮的《电容测量研究铬表面氧化膜的半导体性能》） 至于直流电偏移一项，CHI660B给出的说明是： When dc current is high and ac current is low, the sensitivity can not be increased because dc current will overflow. This problem is more serious when the frequency is relatively low. By applying dc current bias, it allows higher ac signal amplification. A 16-bit DAC is used for this purpose. If dc current is not expected to be large and the frequency is high, one may not want to bias dc current. 大家可以自行判断。 最后一项是灵敏度，说明书给出的解释是The sensitivity scale setting is automatic by default. During the experiment, the system tests the current size and determines the proper sensitivity scale. It usually works well. The sensitivity scale setting can also be manually overridden. In certain
模拟电子技术发展与应用概述-北交大模电研学
电子技术的发展与应用综述 北京交通大学 电子信息工程学院 班级：通信1201 组员：邢昊12211016 谢理12211015 秦世强12211011
电子技术的发展与应用综述 摘要：模拟电子技术是一门研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件，包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向。本文将回顾电子技术的发展历史，主要介绍模拟电子技术的现状及发展方向，并提出模拟电子技术在某些领域的应用。 关键词：模拟电子技术，发展史，现状及未来，应用 Review on the development and application of electronic technology Abstract: Analog electronic technology is a research on the simulation of signal processing of analog circuit course. It takes three semiconductor diodes, semiconductor transistor and field effect tube is the key of electronic devices, including power amplification circuit, an operational amplification circuit, feedback amplification circuit, signal processing and processing circuit, signal generating circuit, power supply circuit, research direction. This paper will review the history of the development of electronic technology, introduces the present situation and development direction of analog electronic technology, and presents the application of analog electronic technology in some areas. Key words: Analog electronic technology , present situation, future development prospect, applications 前言 模拟电子技术是电子技术的一个方面，它是一个极其美妙的领域，在这一领域里，数学、物理学、信息工程、电气工程与自动化控制工程等学科找到了一个和谐的结合点，其深厚的理论基础和广泛的实际应用使其具有旺盛持久的生命力。因而，对于许多有关的学科来说，模拟电子技术是一门非常重要的基础理论课。 一般来说，模拟电子技术的是一门应用性、实践性很强的学科。本课程主要研究各种半导体器件的性能、电路及其应用。这门课程概念很多，并且深奥难懂。但是，在理工科学习专业知识的过程中，它起到了很重要的作用。它不仅为今后的课程打下基础，而且对于培养我们分析问题和解决问题的能力也非常重要。因为当今的模拟电子技术已从一门较单纯的学科成了许多学科所共有的基础理论，这一演变过程充满了人类智慧的结晶，充满了科学思想甚至哲学概念上的进化。因此，模拟电子技术已被列为有关专业如电子信息工程、通信工程等电类专业的专业必修课。
1956年诺贝尔物理学奖——晶体管的发明(可编辑修改word版)
1956 年诺贝尔物理学奖——晶体管的发明 1956 年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州景山（MountainView）贝克曼仪器公司半导体实验室的肖克利（William Shockley，1910—1989）、美国伊利诺斯州乌尔班那伊利诺斯大学的巴丁（JohnBardeen，1908—1991）和美国纽约州缪勒海尔（Murray Hill）贝尔电话实验室的布拉坦（Walter Brattain，1902—1987），以表彰他们对半导体的研究和晶体管效应的发现。 晶体管的发明是20 世纪中叶科学技术领域有划时代意义的一件大事。由于晶体管比电子管有体积小、耗电省、寿命长、易固化等优点，它的诞生使电子学发生了根本性的变革，它拨快了自动化和信息化的步伐，从而对人类社会的经济和文化产生了不可估量的影响。 应该指出，晶体管效应的发现是科学家长期探索的结晶，更是基础研究引向应用开发的必然成果。半导体的研究可以追溯到19 世纪，例如，1833 年法拉第曾经观察过某些化合物（例如硫化银）电阻具有负温度系数。这是半导体效应的先声。1874 年，布劳恩（F.Braun）注意到金属和硫化物接触时有整流特性，而1876 年亚当斯（W.G.Adams）等人发现光生电动势。1883 年，弗利兹（C.E.Fritts）制成第一个实用的硒整流器。无线电报出现后，矿石作为检波器被广泛应用，主要成分是硫化铜，后来用上了硅和锗。氧化铜整流器和硒光电池的商品化，要求科学家深入研究有关现象的实质和原理。 1926 年，索末菲用费米-狄拉克统计解释了金属中电子的行为。他的学生布洛赫（F.Bloch）研究晶体点阵对电子运动的影响，提出在周期性势场中电子占据的能级可能形成能带。1931 年A.H.威耳逊（A.H.Wilson）进一步对固体提出量子
Mott–Schottky(莫特-肖特基)专题
【专题】Mott-Schottky测试及数据处理作者: jjfyj 收录日期: 2010-12-05 发布日期: 2010-11-28 发现很多虫友对Mott-schottky技术提问的很多，但基本上没有明确的答复。我对此技术了解得也很少，本质上来说，Mott-schottky属于固体物理学的知识。由于本人才疏学浅，接触它也仅仅几天的时间，因此无法对Mott-schottky曲线的分析以及更加高深的部分进行解答，万望谅解。今就如何在上海辰华CHI660B 电化学工作站测试Mott-schottky曲线，以及如何进行数据处理，说一下自己的经验。不当之处祈盼大牛指正，大家共同学习提高。 作者：jjfyj 1、Mott-schottky测试 测试技术采用Impedance-Potential，如图所示：
接着设置参数： 我的理解是，Mott-schottky属于固定频率测试阻抗随电位的变化关系。yaya2566虫友（/viewthread.php?tid=2606750） liaofan33 虫友（/viewthread.php?tid=2345087） 均问到参数的设置问题。从第二张图上我们可以看到，需要设置的参数分
别有初始电位，终止电位，电位增幅，幅值（对应于文献中的交流扰动信号/正弦波交流电信号），频率等等。 首先，需要自己拟定合适的电位区间，大家可以去查找自己领域的文献。电位增幅，我选择的是很低的，觉得这样测定出来的数据更加准确，就像极化曲线或CV中扫速越小，曲线越精确一样，不知这样理解是否正确，留待大牛斧正。幅值，我觉得与EIS是一样的，一般选择5mV或10mV，由于Mott-schottky一般是来研究半导体型的钝化膜，10mV为宜。频率的选择，我们可以选择不同的频率做一系列曲线，如果测试频率的增加使各曲线电容值减小, 表明电容对频率的依赖，Mott-schottky 曲线随频率变化发生弥散现象（可参考张云莲，史美伦，陈志源的《钢筋钝化膜半导体性能的Mott_Schottky研究》和孔德生，李亮的《电容测量研究铬表面氧化膜的半导体性能》） 至于直流电偏移一项，CHI660B给出的说明是： When dc current is high and ac current is low, the sensitivity can not be increased because dc current will overflow. This problem is more serious when the frequency is relatively low. By applying dc current bias, it allows higher ac signal amplification. A 16-bit DAC is used for this purpose. If dc current is not expected to be large and the frequency is high, one may not want to bias dc current. 大家可以自行判断。 最后一项是灵敏度，说明书给出的解释是The sensitivity scale setting is automatic by default. During the experiment, the system tests the current size and determines the proper sensitivity scale. It usually works well. The sensitivity scale setting can also be manually overridden. In certain cases, it may provide better results.因此我保留的是默认值。 中间几项也采用默认数值。 作者：jjfyj 二、Mott-schottky曲线的显示 试验完成后，显示的图形为LogZ-E图，我们可以另起改为Mott-schottky 曲线形式显示。 Graphics-Graph option
导带价带和禁带
【半导体】 （1）导带conduction band A解释 导带是由自由电子形成的能量空间。即固体结构内自由运动的电子所具有的能量范围。 对于金属，所有价电子所处的能带就是导带。 对于半导体，所有价电子所处的能带是所谓价带，比价带能量更高的能带是导带。在绝对零度温度下，半导体的价带(valence band)是满带(见能带理论)，受到光电注入或热激发后，价带中的部分电子会越过禁带(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带，空带中存在电子后即成为导电的能带——导带。 B导带的涵义： 导带是半导体最外面（能量最高）的一个能带，是由许多准连续的能级组成的；是半导体的一种载流子——自由电子（简称为电子）所处的能量范围。导带中往往只有少量的电子，大多数状态（能级）是空着的，则在外加作用下能够发生状态的改变，故导带中的电子能够导电，即为载流子。 导带底是导带的最低能级，可看成是电子的势能，通常，电子就处于导带底附近；离开导带底的能量高度，则可看成是电子的动能。当有外场作用到半导体两端时，电子的势能即发生变化，从而在能带图上就表现出导带底发生倾斜；反过来，凡是能带发生倾斜的区域，就必然存在电场（外电场或者内建电场）。 导带底到真空中自由电子能级的间距，称为半导体的亲和能，即是把一个电子载流子从半导体内部拿到真空中去所需要的能量。这是半导体的一个特征参量。 （2）价带与禁带 价带（valence band）或称价电带，通常是指半导体或绝缘体中，在0K时能被电子占满的最高能带。对半导体而言，此能带中的能级基本上是连续的。全充满的能带中的电子不能在固体中自由运动。但若该电子受到光照，它可吸收足够能量而跳入下一个容许的最高能区，从而使价带变成部分充填，此时价带中留下的电子可在固体中自由运动。价带中电子的自由运动对于与晶体管有关的现象是很重要的。被价电子占据的允带（低温下通常被价电子占满）。 （3）导带与价带的关系：
1956年诺贝尔物理学奖——晶体管的发明
1956年诺贝尔物理学奖——晶体管的发明 1956年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州景山（MountainView）贝克曼仪器公司半导体实验室的肖克利（William Shockley，1910—1989）、美国伊利诺斯州乌尔班那伊利诺斯大学的巴丁（JohnBardeen，1908—1991）和美国纽约州缪勒海尔（Murray Hill）贝尔电话实验室的布拉坦（Walter Brattain，1902—1987），以表彰他们对半导体的研究和晶体管效应的发现。 晶体管的发明是20世纪中叶科学技术领域有划时代意义的一件大事。由于晶体管比电子管有体积小、耗电省、寿命长、易固化等优点，它的诞生使电子学发生了根本性的变革，它拨快了自动化和信息化的步伐，从而对人类社会的经济和文化产生了不可估量的影响。 应该指出，晶体管效应的发现是科学家长期探索的结晶，更是基础研究引向应用开发的必然成果。半导体的研究可以追溯到19世纪，例如，1833年法拉第曾经观察过某些化合物（例如硫化银）电阻具有负温度系数。这是半导体效应的先声。1874年，布劳恩（F.Braun）注意到金属和硫化物接触时有整流特性，而1876年亚当斯（W.G.Adams）等人发现光生电动势。1883年，弗利兹（C.E.Fritts）制成第一个实用的硒整流器。无线电报出现后，矿石作为检波器被广泛应用，主要成分是硫化铜，后来用上了硅和锗。氧化铜整流器和硒光电池的商品化，要求科学家深入研究有关现象的实质和原理。 1926年，索末菲用费米-狄拉克统计解释了金属中电子的行为。他的学生布洛赫（F.Bloch）研究晶体点阵对电子运动的影响，提出在周期性势场中电子占据的能级可能形成能带。1931年A.H.威耳逊（A.H.Wilson）进一步对固体提出
M-S测试说明
Determination of carrier density of ZnO nanowires by electrochemical techniques Iván Mora-Seró, Francisco Fabregat-Santiago, Benjamin Denier, Juan Bisquert, Ramón Tena-Zaera et al. Citation: Appl. Phys. Lett. 89, 203117 (2006); doi: 10.1063/1.2390667 View online: https://www.360docs.net/doc/3116890145.html,/10.1063/1.2390667 View Table of Contents: https://www.360docs.net/doc/3116890145.html,/resource/1/APPLAB/v89/i20 Published by the American Institute of Physics. Additional information on Appl. Phys. Lett. Journal Homepage: https://www.360docs.net/doc/3116890145.html,/ Journal Information: https://www.360docs.net/doc/3116890145.html,/about/about_the_journal Top downloads: https://www.360docs.net/doc/3116890145.html,/features/most_downloaded Information for Authors: https://www.360docs.net/doc/3116890145.html,/authors
Determination of carrier density of ZnO nanowires by electrochemical techniques Iván Mora-Seró,a ?Francisco Fabregat-Santiago,Benjamin Denier,and Juan Bisquert Departament de Ciències Experimentals,Universitat Jaume I,12071Castelló,Spain Ramón Tena-Zaera,Jamil Elias,and Claude Lévy-Clément LCMTR,Institut des Sciences Chimiques Seine Amont,CNRS,2/8rue Henri Dunant,94320Thiais,France ?Received 4September 2006;accepted 4October 2006;published online 16November 2006?The carrier density of ZnO nanowires has been determined by means of electrochemical impedance spectroscopy.A model taking into account the geometry of ZnO nanowires has been developed and the differences with the standard ?at model,as curved Mott-Schottky plots,are discussed.The as-grown electrodeposited samples present a high donor density of 6.2?1019cm ?3,dramatically reduced by two orders of magnitude after an annealing in air at 450°C during 1h.The results show that the surface of the ZnO nanowires is active;therefore this system appears as a useful structure to support a functionalized nanostructured devices.?2006American Institute of Physics .?DOI:10.1063/1.2390667? Single-crystal ZnO nanowire arrays have attracted a lot of research interest in recent years because they may be used as building blocks for a new generation of devices in differ-ent technological domains such as optoelectronics,1,2solar cells,3,4gas sensing,5?eld emission,6,7and piezoelectrics.8Until now,most of the work has been focused on deposition methods,mainly on those from vapor phase techniques.9Nevertheless,a solution technique such as electrodeposition not only appears as a low temperature alternative,but it is also well suited for cheap large-scale production.10 There have been some reports on the electrical charac-teristics of single nanowires,11–13but the electrical properties of nanowires arrays,which may be crucial for attaining a good device performance,have not been explored in detail.The particular morphology of nanowire arrays makes their electrical characterization dif?cult by using standard solid-state techniques.In contrast,by establishing a semiconductor/liquid junction it is possible to investigate the electrical properties of nanowire arrays using standard elec-trochemical methods such as impedance spectroscopy.Here we show that this technique gives information on the elec-tronic properties of the entire nanowire surface,that is essen-tial in nanostructured devices. ZnO nanowires arrays were electrodeposited on com-mercial transparent conducting SnO 2:F/glass substrates ?10?/sq ?,that were previously coated with a thin continu-ous sprayed ZnO buffer layer.The electrolyte was an aque-ous solution of ZnCl 2?5?10?5M ?and KCl ?0.1M ?,satu-rated with bubbling O 2.More details are given elsewhere.14The morphology of a representative sample is shown in Fig.1.The nanowire density is 2.8?109cm ?2and the mean size of each nanowire is 93nm in diameter and 830nm in length ?Fig.1?.Electrochemical impedance spectroscopy ?EIS ?measurements were performed in a three-electrode cell using a Pt wire as counter electrode and a standard Ag/AgCl in 3M KCl as reference electrode.A carbonate propylene elec-trolyte ?0.1M LiClO 4?was used to avoid ZnO decomposi-tion.EIS data were obtained using a FRA equipped PGSTAT-30from Autolab.Each measurement was done ap-plying a 20mV ac sinusoidal signal over the constant ap-plied bias with the frequency ranging between 500kHz and 5mHz.After the electrochemical measurement,the as-grown samples were annealed in air at 450°C for 1h at atmospheric pressure,followed by cooling in ambient air. Mott-Schottky ?MS ?analysis is a standard technique,commonly used to determine both dopant density and ?at-band potential at semiconductor/liquid contacts.15In ?at electrodes the capacitance per unit area of surface is.16,17 1 C s 2= 2 q ?N D ?V sc +V 0?,?1? where V sc is the potential difference across the semiconduc-tor space-charge region,and V 0takes into account the con-tribution of the Helmholtz layer and the ?atband potential.In the nanowire semiconductor structure,a circular depletion layer will grow from the surface towards the center of the wire at changing bias potential,and the geometry may intro-duce signi?cant changes with respect to Eq.?1?that we con-sider in the following.Each nanowire is described as a cyl-inder of radius R with axial symmetry and donor density N D .The Poisson equation 1r ??r ?r ?V ?r ? =?q ? N D ?2? is solved in the depletion approximation for the voltage V .In Eq.?2?,?=?r ?0,?r =10is the dielectric constant of the ZnO a ? Author to whom correspondence should be addressed;electronic mail: sero@exp.uji.es FIG.1.SEM micrographs of electrodeposited ZnO nanowire arrays.?a ?Plan view and ?b ?cross section. APPLIED PHYSICS LETTERS 89,203117?2006? 0003-6951/2006/89?20?/203117/3/$23.00?2006American Institute of Physics 89,203117-1
肖特基势垒二极管知多少_2317
肖特基势垒二极管知多少_2317 肖特基势垒二极管知多少 金属-半导体(MS)结，是众所周知的最普通的“肖特基势垒二极管 ”，有时，它被称为“表面势垒二极管”。由于在界面处能带不连续，注入的载流子具有过高的能量，该结构也被称为“热载流子二极管 ”或“热电子二极管”。MS结也是许多其它器件应用的有效器件结构。特殊类型的MS结是“欧姆接触”，半导体是重掺杂。显然，欧姆接触是每一种半导体器件都需要的，因为最终的导体总是金属。 金属-半导体系统是早期的半导体器件之一，其器件的应用可以追溯到1900年以前。在半导体表面由空间电荷产生势垒，是1938年肖特基和莫特独自实现的。 早期类型的肖特基势垒二极管是“点接触”形式，在点接触的位置，将金属线压焊在干净的金属表面上，金属线曾被称为猫的胡须。(点接触具有肖特基势垒特性或p-n结特性，取决于形成工艺)。这种结构不可靠，也不能重复加工，后来被真空淀积金属取代。对硅衬底，在金属的位置，可以使用金属性硅化物。 制作肖特基势垒二极管的关键工艺步骤，是准备干净的表面，用于金属的紧密接触。在制作中，采用化学方法，将表面清洗干净。实验者也要检测分开的表面，并采用真空反溅射方法清洗。通常，采用蒸发或溅射方法，在真空中淀积金属。化学淀积方法正得到普及，特别是难熔金属得到更多应用。电镀方法也有应用，但是溶液的粘污不易得到控制。硅衬底上的硅化物，通常是采用金属淀积制得，接着进行加热处理以形成硅化物。这种系统可能是最理想的，因为其反应将消耗硅，而硅化物和半导体界面将从原来表面向下扩展。肖特基势垒的优点之一是低温工艺，不需要杂质扩散过程中的高温工艺步骤，也可避免离子注入后的杂质激活。
4H-SiC浮结型肖特基势垒二极管的数值模拟
4H-SiC浮结型肖特基势垒二极管的数值模拟 曹琳1），蒲红斌，周少将，胡永涛 西安理工大学自动化系，西安710048 1) Email：cl_zhifang@https://www.360docs.net/doc/3116890145.html, 摘要本文采用数值模拟的方法对4H-SiC浮结肖特基势垒二极管的静态及动态特性进行了研究。该器件可以在保证高的反向耐压的同时使正向导通电阻最小化，较好的解决了常规器件正向导通电阻和反向耐压间的矛盾。模拟结果表明，相同条件下增加浮结使得击穿电压由2800V增加到4000V。反向恢复特性表明器件具有软恢复特性，软度因子为0.949。 关键词碳化硅浮结肖特基势垒二极管软度因子 1．引言 随着3C、6H、4H-SiC体材料生长及外延技术的成熟，人们对SiC器件的研究和开发逐渐进入实用化阶段。由于高压下碳化硅的肖特基势垒比硅薄，进一步提高碳化硅肖特基势垒二极管的阻断电压就会受到隧穿势垒的反向漏电流的限制。计算可知，对于一个高度为1eV的SiC肖特基势垒与SiC临界击穿电场3MV/cm相对应的最高击穿电压下的势垒宽度只有3nm左右，这正好是发生电子隧穿的典型宽度。为了充分发挥碳化硅临界击穿电场强度高的优势，可采用pn结肖特基势垒复合结构（JBS或MPS）来排除隧穿电流对实现最高阻断电压的限制。随着SiC肖特基势垒二极管（SBD）的深入研究，要求我们在不牺牲阻断电压的同时，使正向导通电阻最小化，这就需要打破常规意义下肖特基二极管的设计思路。 近年来,基于电荷补偿原理提出的超结结构被不断提出并实现，对于超结型肖特基势垒二极管研究，1000V Si基器件已有报道[1]，应用超结结构的典型产品是1998年德国西门子的英飞凌( Infineon) 公司推出的COOLMOS TM器件。涉足SiC基肖特基势垒二极管研究，仅有美国Rensselaer理工研究所的T. Paul Chow和美国Rutgers大学的K.Sheng两个研究小组[2]，且主要工作集中于器件结构模拟方面。由于超结结构工艺实现比较困难[3-4]，电荷补偿型器件要求电荷平衡，否则效果不尽人意，因而至今为止未见涉足SiC器件工艺方面的研究报道。 为克服超结结构的不足，考虑到实际制作工艺的可行性，本文采用浮结结构[5-6]，在结构优化的基础上[7]使用商用模拟软件MEDICI[8]对其静态及动态特性进行研究。 2．器件结构及原理 器件结构如图1所示，由于在n型的漂移区中部嵌入了p+型的浮结，当反向电压增加时，空间电荷区由肖特基接触向浮结扩展，当上漂移区完全耗尽时，类似于平面终端中保护环的原理，肖特基接触与浮结穿通，浮结电势固定。当电压继续增加时，下漂移区电压增加，空间电荷区由浮结向阴极扩展。与常规肖特基势垒二极管所形成一个三角形电场相比，在漂移区的上下两部分形成了两个三角形的电场。理论上可以通过增加浮结的数量而使最高电场低于SiC的临界电场。如果电场的分布是连续的且嵌入的浮结不会影响正向电流的流通，与传统的结构相比，导通电阻和耐压能力将有M(漂移区的个数)倍的提高。导通电阻和耐压的关系也由原来的平方关系演变为一次方关系。在同样的耐压层厚度下，可以通过增加漂移区掺杂浓度降低导通电阻而保持耐压不变。 (欧姆接触) 阳极 图1 器件结构 3.模拟及讨论 合适的SiC模型及材料参数的选取可以使得模拟结果更加接近器件的真实特性，模拟中选取了文献最新报道的4H-SiC材料参数，禁带窄化，碰撞电离，Auger复合，SRH复合，费米狄拉克统计，不完全电离等模型都在模拟中选用，Ni为肖特基接触金属，功函数为4.7eV。 3.1 反向电场分布 图2为4H-SiC浮结肖特基势垒二极管在反向电压分别为500V（a）及1000V（b）下的电场分布。可以看出，当耗尽区达到浮结时，肖特基接触处电场强度