Електричні властивості тонких плівок Ge/Ge(x)Si(1-x) на межі переходу напівпровідник-діелектрик

Abstract

На основі теорії електропровідності двовимірних напівпровідникових наноструктур проведено розрахунки залежностей концентрації носіїв струму та питомої електропровідності при кімнатній температурі для нелегованої та легованої наноплівки германію, вирощеної на підкладці Ge(x)Si(1-x) з кристалографічною орієнтацією (001), від її товщини та складу підкладки. Було встановлено, що перехід діелектрик-напівпровідник для тонких плівок германію товщиною d<7 нм можна реалізувати за рахунок збільшення її товщини, що повʼязано зі зменшення ефективності квантово-розмірних ефектів, або вмісту кремнію в підкладці Ge(x)Si(1-x), внаслідок чого відбувається зростання величини внутрішніх механічних напружень в плівці та, відповідно, концентрації власних носіїв струму. Легування такої плівки германію донорною домішкою з енергією іонізації Ed<150 меВ також призводить до реалізації переходу діелектрик-напівпровідник. Представлені розрахунки електричних властивостей тонких плівок германію можуть бути використані при розробці наукових основ їхнього синтезу та при конструюванні на основі таких плівок каналів n-MOSFET та n-MODFET транзисторів, лазерів на гетеропереходах та електрооптичних модуляторів.