ВПЛИВ ПОВЕРХНЕВОГО ЛЕГУВАННЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ P-N ПЕРЕХОДІВ НА ОСНОВІ GaAs ЯК ГАЗОВИХ СЕНСОРІВ

О. О. Птащенко, Ф. О. Птащенко, В. Р. Гільмутдінова

Анотація


Досліджено вплив тривалої витримки p-n переходів на основі GaAs у вологих па-рах NH3 з парціальним тиском 12 кПа на їхні характеристики як сенсорів парів води та аміаку. Встановлено, що вказана обробка веде до утворення повільних донорних поверхневих центрів з часом десорбції τ=(3,3±0,1) 105 · с, які суттєво підвищують чутливість сенсорів. Досягнуто порогу чутливості сенсорів до парів аміаку (що відповідає 1ppm), чутливості 40 нА/Па до парів NH3 і 25 нA/кПа до парів води. Верхня межа області чутливості сенсорів парів аміаку після вказаної обробки складає 200 Па і обумовлена наявністю поверхневих рівнів глибиною 0,18–0,20 еВ. Розширення області чутливості сенсора в результаті обробки дало змогу виявити кілька повільних глибоких поверхневих рівнів у GaAs.

Ключові слова


газовий сенсор; чутливість; p-n перехід; поверхневе легування; глибокі рівні; провідний канал

Повний текст:

PDF

Посилання


Птащенко А. А. Влияние газовой среды на поверхностный ток в p-n гетероструктурах на основе GaAs–AlGaAs / А. А. Птащенко, Е. С. Ар-теменко, Ф. А. Птащенко // Физика и химия твердого тела .– 2001.– Т. 2, № 3. – С. 481 – 485.

Effect of ammonia vapors on the surface morphology and surface current in p-n junctions on GaP / O. O. Ptashchenko, O. S. Artemenko, M. L. Dmytruk [et al.] // Photoelectronics. – 2005. – No. 14. – P. 97 – 100.

Газові сенсори на основі оксиду цинку (огляд) / М. Е. Бугайова, В. М. Ко-валь, В. Й. Лазаренко [та ін.] // Сен-сорна електроніка і мікросистемні технології. – 2005. – №3. – С. 34 – 42.

Гаман В. И. Физические основы работы полупроводниковых сенсоров водорода // Известия вузов. Физика. – 2008, №4. – С. 84 – 98.

Про природу чутливості до аміаку газових сенсорів на основіі структур надтонка титанова плівка – кремній / О. Й. Бомк, Л. Г. Ільченко, В. В. Ільченко [та ін.] // Укр.. фіз. журн. – 1999. – Т. 44, №9. – С. 759 – 763.

Сенсоры аммиака на основе диодов Pd-n-Si / В. И. Балюба, В. Ю. Гри-цык, Т. А. Давыдова [и др.] // Физика и техника полупроводников. – 2005. – Т. 39, № 2. С. 285 – 288.

Птащенко О. О. Формування поверхневого провідного каналу в p-n структурах при адсорбції іонів / О. О. Птащенко, Ф. О. Птащенко // Вісник ОДУ, сер. Фіз.-мат. науки. – 2003. – Т. 8, № 2. – С. 226 – 233.

Птащенко О. О. Вплив парів аміаку на поверхневий струм в p-n перехо-дах на основі напівпровідників А3В5 / О. О. Птащенко, О. С. Артеменко, Ф. О. Птащенко // Журнал фізичних досліджень. – 2003. – Т. 7, № 4. – С. 419 – 425.

Птащенко Ф. О. Вплив парів аміаку на поверхневий струм у кремнієвих p-n переходах // Вісник ОНУ, сер. Фізика.– 2006. – Т. 11, № 7. – С. 116 – 119.

Effect of sulfur atoms on the surface current in GaAs p-n junctions O.O. Ptashchenko, F.O. Ptashchenko, N.V. Masleyeva et al. // Photoelectronics. – 2007.– V. 17. – P. 36-39.

Surface current in GaAs p-n junctions, passivated by sulphur atoms. O.O. Ptashchenko, F.O. Ptashchenko, N.V. Masleyeva et al. // Photoelectronics. – 2009. – V. 18,P. 115-118.

Photoelectron core-level spectroscopy and scannіng-tunneling- microscopy study of the sulphur-treated GaAs(100) surface / P. Moriarty, B. Murphy, L. Roberts, A. A Cafolla. // Physical Review B. – 1994. – V. 50, No. 19. – P. 14237 – 14245.

Птащенко Ф. О. Вплив поверхневого легування на характеристики кремнієвих p-n переходів як газових сенсорів / Птащенко Ф. О., Птащенко О. О., Довганюк Г. В. // Фізика і хімія твердого тіла .–2011.– Т. 12, № 3. – С. 782 – 784.

Surface and perimeter recombination in GaAs diodes: an experimental and theoretical investigation / P. E. Dodd, T.B. Stellwag, M. R. Melloch, M. S. Lundstrom // IEEE Transact. on Electron Devices.– 1991. – V. 38, №6. – P. 1253 – 1260.

Mazhari B. Surface recombination in GaAs p-n junction diode / B. Mazhari, H. Morcoc // J. Appl. Phys. – 1993.– V. 73, №11. – P. 7509 – 7514. .

Влияние финишной подготовки поверхности арсенида галлия на спектр электронных состояний n-GaAs(100) / Н.Н. Безрядин, Г.И. Котов, И.Н. Арсентьев, Ю.Н. Власов, А.А. Стародубцев // Физика и техника полупроводников. – 2012. – Т 46, № 6. – С. 756-760.

Федоров Ю.Ю. Зависимость концен-трации глубокий уровней от способа окисления поверхности арсенида галлия / Ю. Ю. Федоров, Т. С. Хар-ламова, В. В. Чикун // Электронная техника. Сер. СВЧ-техника. – 1993. – Вып.2 (456). С.33-35.

Ptashchenko O. O. Tunnel surface cur-rent in GaAs–AlGaAs p-n junctions, due to ammonia molecules adsorption / Ptashchenko O. O., Ptashchenko F. O., Shugarova V. V. // Photoelectronics. – 2009. – No. 18. – P. 95 – 98.

Вашпанов Ю.А., Смынтына В.А. Адсорбционная чувствительность полупроводниов. – Одесса: Астропринт, 2005. – 216 с.




DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2013.1.112742

Copyright (c) 2013 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)