Методы определения высоты барьера шоттки из вольт-амперных характеристик (обзор)

Abstract

Приведен обзор методов определения высоты барьера Шоттки из результатов измерений вольт-амперных характеристик (ВАХ) применительно к широкозонным полупроводникам. Проведена апробация этих методов на примере диодов Шоттки Au–TiB₂–n-SiC 6H. Показано повышение точности для методов, учитывающих влияние последовательного сопротивления при расчете фактора идеальности и высоты барьера, на примере методов Чонга и прямой аппроксимации. Установлено, что основную погрешность в рассчитанные параметры в исследуемом диоде вносит несоответствие реальной ВАХ ее модели: температурная зависимость высоты барьера, зависимость фактора идеальности от напряжения. Показана необходимость определения механизма токопереноса для корректного расчета высоты барьера Шоттки. Обнаружено, что метод энергии активации и метод Сато применимы только при отсутствии температурной зависимости высоты барьера и частично применимы при линейной зависимости высоты барьера от температуры, в иных случаях их результаты будут спорны.

The methods for determination of Schottky barrier height in wide-gap semiconductors from the results of measurements of IV curves are reviewed and tested by the example of Au-TiB₂-n-SiC 6H Schottky barrier diodes. The methods that take into account the effect of series resistance when calculating ideality factor and barrier height (such as the direct approximation and Cheung's methods) demonstrate improved accuracy. It is shown that the main inaccuracies in calculated parameters of the diodes under investigation are related to non-compliance of the real IV curve with its model: dependence of barrier height on temperature and ideality factor on voltage. A correct calculation of the Schottky barrier height requires determination of current flow mechanism. It is found that both the activation energy and Sato methods are applicable only in the absence of temperature dependence of barrier height, and are partially applicable in the case of linear dependence of barrier height on temperature. In other cases, the results given by the above methods are controversial.