Анотація. Розроблено теорію електронного транспорту для моделювання електричних характеристик високоякісних p-n діодів. Теорія враховує неоднорідний профіль p-легування, скінченну товщину квазінейтральних областей і можливу нерівномірність коефіцієнта об’ємної рекомбінації. Теорія ґрунтується на розв’язках рівняння Пуассона, дрейф-дифузійного рівняння та рівняння неперервності з врахуванням зон-зонної моделі генерації / рекомбінації. Встановлено, що неоднорідний профіль p-легування може призвести до утворення p-n переходу зі специфічною формою з двома нахилами електростатичного бар’єра і двох областей з сильними вбудованими електричними полями. Виявлено, що при сильному p+-легуванні зонна структура p-n переходу InSb така, що може сприяти появі додаткових механізмів струму за рахунок тунельного та лавинного ефектів при зворотному зміщенні. Використовуючи літературні дані щодо часу життя електронів і дірок в InSb при кріогенних температурах, ми виявили, що коефіцієнт об’ємної рекомбінації може мати істотну просторову залежність і значно збільшується в області просторового заряду p-n діода. Теорія застосовувалася для аналізу електричних характеристик p-n InSb діодів з p+-легуванням, виготовлених в Інституті фізики напівпровідників ім. В. Лашкарьова шляхом імплантації іонами Ве. Теорія виявила оптимальні умови для детектування інфрачервоного випромінювання. Детально описано технологічний процес виготовлення, обробки та вимірювань. Теоретично встановлено, що для параметрів виготовлених діодів і при 77 K темнові струми, які обмежені дифузійними та генераційно-рекомбінаційними механізмами, повинні бути менші ніж 0,1 мкА при зворотному зміщенні порядку 0,1 В. Виміряні ВАХ діода мали асиметрію, однак темнові струми були на один порядок більші, ніж передбачено теорією. Останнє може асоціюватися з додатковими механізмами струмопереносу, такими як тунельний і лавинний ефекти.

Ключові слова: p-n діод, іонна імплантація, InSb.

Посилання

Назад до 21 (3)