Таблица 1.  Значение  параметров  необходимых  для  построения  энергетической  диаграммы  ГП n-SiC/p-(SiC)_1-x(AlN)_x   при  Т = 300 К.

Таблица  2. Расчетные значения изгиба зон  и  размера  переходных областей в ГП n-SiC/p-(SiC)_1-x(AlN)_x .

       Используя данные таблиц 1 и 2 были построены энергетические диаграммы гетероперехода n-SiC-p-(SiC)_1-x(AlN)_x для составов х = 0,05; 0,54; 0,73, которые представлены на рис. 18, 19 и 20.

       Как видно из диаграмм на границе раздела  зоны претерпевают разрыв (DE_C, DE_V) На основе простых геометрических соображений можно получить выражение для энергетического разрыва в зоне проводимости (DE_C );

                                                      (21)

для энергетического  разрыва в валентной зоне (DE_V):

                                                (22)

Из (21) и (22) следует, что

                                                   (23)

        Рис. 18.Энергетическиая  диаграмма   гетероперехода n-SiC/(SiC)_0,95(AlN)_0,05   

        Рис. 19.Энергетическиая  диаграмма гетероперехода n-SiC/(SiC)_0,46(AlN)_0,54 
 

    Рис.20.Энергетическиая  диаграмма   гетероперехода SiC/(SiC)_0,27(AlN)_0,73 
 

       Полученные  выражения для DE_C, DE_V и их суммы существенны для всех рассмотренных ГП, и в первом приближении они справедливы при любом уровне легирования.

       Разрыв  в валентной зоне создает в  области перехода заметный "пичок", эти "пички" ограничивают инжекцию дырок, в результате чего ток будет определятся в основном рекомбинацией на границе раздела. Действительно из ВАХ следует, что в области низких напряжений доминирует рекомбинационный механизм проводимости, а в области высоких напряжений туннельный механизм.

       Модель  Андерсона, использованная для расчета энергетической диаграммы ГП, предполагает отсутствие поверхностных состояний, но в реальных ГП на границе раздела возникают поверхностные состояния, которые существенно влияют на формирование энергетического профиля ГП. В литературе обсуждались различные подходы к построению зонных диаграмм ГП, но до сих пор отсутствовал общедоступный метод для точного построения зонной диаграммы. В работах [19, 20] предложен новый подходок построению зонных энергетических диаграмм ГП с учетом поверхностных состояний. Он основан на простом измерении разрывов зон, дебаевской длины и ширины области пространственного заряда гетероперехода. Управление зарядом в поверхностном потенциале в процессе роста гетероперехода дает возможность учитывать вклад поверхностных состояний и диполей. Однако, ввиду того, что модель Андерсона является фундаментальной и служит основой для рассмотрения других подходов, мы ограничились применением модели Андеросна для построения энергетических диаграмм гетеропереходов для гетероструктур n-SiC/p-(SiC)_1-x(AlN)_x.

ВЫВОДЫ.

1. На основе эксперимента и справочных данных, используя модель Андерсона построены энергетические диаграммы rTI-n-SiC/p-(-(SiC)_1-x(AlN)_x.
2. Из анализа энергетических диаграмм установлено, что вследствие разрыва краев зон на границе раздела диффузионный ток почти полностью обусловлен дырками, т.к. барьер для дырок значительно меньше, чем для электронов.
3. Разрыв в валентной зоне создает в области перехода заметный "пичок", ограничивающий инжекцию дырок, в результате чего ток будет обусловлен в основном рекомбинацией на границе раздела.
4. Из ВФХ получили линейную зависимость С^-2(V) , что указывает на то, что гетеропереход n-SiC/p-(SiC)_1-x(AlN)_x является резким. Из ВАХ получили, что h - параметр определяющий доминирующий механизм проводимости, лежит между 1 и 2. Это можно объяснить тем, что наряду с эмиссией через барьер происходит рекомбинация носителей в области объемного заряда. С увеличением состава твердого раствора h приближается к 2, следовательно, при больших составах ток обусловлен в основном генерационно-рекомбинационными процессами в области перехода.
 

ЛИТЕРАТУРА

1. Anderson R.L. Diffusion mechanism of current transport over heterojunction. //Solid-States Electron.- 1962.- v.5.- p.341.
2. Rediker R.H., S.Stopek., Ward I.H. // Solid State Electron 1964, 7. 621.
3. Dolega U.//Z. Nature.  1963,  18. 653.
4. Riben A.R., Feucht D.L. n-Ge-p-GaAs heterojunction.// Solid-State Electronics.- 1966.-v.9.-p. 1055-1065.

5. Tersoff J. Transport current over heterojunction. // Phys. Rev. В.- 1984.- 
v.30.- p.4847-4849.

6. Милнс А., Фойхт Д. Гетеропереходы и переходы металл-полупроводник. -М.: Мир.- 1975. 380с.
7. Шарма Б.Л., Пурохит Р.К. Полупроводниковые гетеропереходы. -М.: Советское радио.- 1979.-235с.
8. Permian S.S., Feuch D.L. // Solit State Electron. 1964, 7. 911.
9. Нурмагомедов Ш.А. Твердые растворы нитрид алюминия - карбид кремния.: Диссерт. на соиск. уч.степени канд. физ.-мат. наук - Л., ЛЭТИ, 1986.
10. Ильин В.А., Карачинов В.А., Таиров Ю.М., Цветков В.Ф., Упрочнение кристаллической решетки 6H-SiC при легировании изовалентными примесями - Письма в ЖТФ, 1985, т. 11, вып. 12, с.749-752.
11. Мохов Е.Н., Водаков Ю.А., Ломакина Г.А. Проблемы управляемого получения легированных структур на базе карбида кремния. В кн.: Проблемы физики и технологии широкозонных полупроводников, Ленинград 1979 г. с. 136-149.
12. Сафаралиев Т.К., Курбанов М.К., Разбегаев В.Н., Таиров Ю.М. , Цветков. В.Ф. Влияние состава слоев на электролюминесценцию гетероструктур (SiC)/ (SiC)_1-x(AlN)_x. Электронная техника. Сер. Материалы, вып. 4 (258), 1991, с. 22-24.
13. Safaraliev G.K, Kurbanov M.K, Nurmagomedov Sh.A., Isabekova T.I., Ma-gomedov A.G., Capacity properties of heterojunctions SiC-(SiC)l-x(AlN)x. // Trans. International Conference Silicon Carbide and Nitride III group and Related Materials. (ICSCIII-N 97). Stokgholm, 1997.
14. Лебедев А.А., Давыдов Д.В., Игнатьев К.И. Исследование контактной разности потенциалов 6H-SiC p-n структур.//ФТП.-1996.-т.30.-вып.Ю.-с.1865-1870.
15. Курбанов М. К. Эпитаксия твердых растворов (SiC)l-x(AlN)x из газовой фазы и физические свойства гетероструктур.// Диссертация на соискание уч. степени к. ф.-м. наук. Махачкала. 1998.
16. Справочник по электрическим материалам, т. 3, под. ред Корицкого Ю.В., Л., Энергия. 1976. с.584.
17. Нурмагомедов Ш.А., Пихтин А.Н., Разбегаев В.Н., Сафаралиев Г.К., Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Получение и исследование эпитаксиальных слоев широкозонных твердых растворов (SiC)_1-x(AlN)_x.- Письма в ЖТФ, 1986, т.12, вып 17, с. 1043-1045.
18. Safaraliev G.K., Ismailova N.P., Tairov Y.M. The energy diagram of hetero-junction in system SiC-(SiC)l-x(AlN)x.// Trans, of the Third International high Temperature Eectronics Conference. USA.- 1996.- p.245-250.
19. Leibovitch M., Kronik L., Korobov V. and Shapira Y. Constructing band diagrams of semiconductor heterojunctions.//J.Appl.Phys.Lett.-1995.-v.66(5).-23.-p.457-459.
20. Kronik L., Leibovitch M., Korobov V. and Shapira Y. Electronic characterization of heteroj unctions by surface potential monitoring.// J. Electronic materials.-1995.-v.24.-№7.-p.893-900