利用原位偏压 4D-STEM 评估有源掺杂剂与 p-n 结突变性
应用物理
2022-12-28 v1 材料科学
摘要
高性能半导体器件开发中的一个关键问题是在纳米尺度上正确测量有源掺杂剂的能力。4D 扫描透射电子显微镜和离轴电子全息术已开启了以纳米级空间分辨率研究 p-n 结静电特性的可能。对 p-n 结的完整描述必须考虑结周围掺杂剂浓度的精确演化，因为掺杂剂跃迁的锐度直接影响内建电势和最大电场。此处，通过一个接触式硅 p-n 结，利用原位偏压 4D-STEM 进行研究。电场、内建电压、耗尽区宽度和空间电荷区电荷密度的测量与分析方程以及有限元模拟相结合，以评估结界面的质量。标称对称、高掺杂（）的结呈现出远低于突变结预期的电场和内建电压。这些实验结果与电子全息数据一致。所有测量的结参数均与 p-n 界面处存在具有梯度掺杂剂分布的中间区域相符。该假设也与电场随偏压的演化一致。这些结果表明，原位偏压 4D-STEM 能够更好地理解半导体 p-n 结在纳米级分辨率下的电学特性。
引用
@article{arxiv.2209.09633,
title = {Assessment of active dopants and p-n junction abruptness using in-situ biased 4D-STEM},
author = {Bruno C. da Silva and Zahra S. Momtaz and Eva Monroy and Hanako Okuno and Jean-Luc Rouviere and David Cooper and Martien I. den-Hertog},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.09633},
year = {2022}
}
备注
13 pages, 5 figures