InAs/GaSb隧道二极管的微结构与电导斜率
介观与纳米尺度物理
2014-07-02 v2 材料科学
摘要
InAs/GaSb及类似材料体系因其有利的能带对齐，作为隧道场效应晶体管（TFETs）的异质结引起了极大兴趣。然而，目前对于此类TFETs如何受材料缺陷和非理想因素影响知之甚少。我们通过两端电学测量展示了不同InAs/GaSb异质结的电导斜率，该方法消除了三端寄生效应，使得能够直接研究微结构对隧穿的影响。利用此方法，我们可以预测TFETs中的亚阈值摆幅如何依赖于微结构。我们还展示了通过金属有机物化学气相沉积（MOCVD）生长的结构的生长与电学表征——相较于分子束外延（MBE），MOCVD通常是一种更具可扩展性的工艺。我们确定，界面附近的错配位错和点缺陷会导致带隙内的能态和局域能带弯曲，从而产生陷阱辅助泄漏路径以及结面积内不均匀的能带对齐，降低了电导斜率的陡峭度。尽管晶格失配很小，但由于互混组分产生的大应变导致的弛豫，在GaSb上的InAs中仍会形成错配位错。这可以通过在InAs上生长GaSb、对GaSb底层施加应变或降低界面区域InAs的生长温度来避免。电导斜率还可以通过在更高温度下退火样品来改善，我们相信这起到了消除点缺陷并平均化界面处能带对齐主要波动的作用。通过结合使用这些技术，我们可以极大地改善电导斜率的陡峭度，这有望在未来使TFETs获得更陡峭的亚阈值摆幅。
引用
@article{arxiv.1401.5840,
title = {Microstructure and Conductance-Slope of InAs/GaSb Tunnel Diodes},
author = {Ryan M. Iutzi and Eugene A. Fitzgerald},
journal= {arXiv preprint arXiv:1401.5840},
year = {2014}
}