nc-Si:H/c-Si量子点二极管中的共振隧穿特性分析

采用常规PECVD工艺，在N型单晶硅(c-Si)衬底上沉积薄层纳米Si(nc-Si)膜，并进而制备了nc-Si:H/c-Si量子点二极管。在10～100K温度范围内实验研究了该结构的σ-V和I-V特性。结果指出，当反向偏压为-7～-9V时，无论在σ-V还是在I-V特性曲线上都观测到了近乎等间距的量子化台阶，此起因于在nc-Si:H膜中具有无序排布且粒径大小不一的Si微晶粒中，由于微晶粒中能级的量子化而导致的共振隧穿现象。如果进一步改进膜层生工艺，以制备出具有趋于有序排布、尺寸均匀和粒径更小的Si微晶粒的nc-Si:H膜，有可能实现更高温度范围内的共振隧穿。

采用常规PECVD工艺，在N型单晶硅(c-Si)衬底上沉积薄层纳米Si(nc-Si)膜，并进而制备了nc-Si:H/c-Si量子点二极管。在10～100K温度范围内实验研究了该结构的σ-V和I-V特性。结果指出，当反向偏压为-7～-9V时，无论在σ-V还是在I-V特性曲线上都观测到了近乎等间距的量子化台阶，此起因于在nc-Si:H膜中具有无序排布且粒径大小不一的Si微晶粒中，由于微晶粒中能级的量子化而导致的共振隧穿现象。如果进一步改进膜层生工艺，以制备出具有趋于有序排布、尺寸均匀和粒径更小的Si微晶粒的nc-Si:H膜，有可能实现更高温度范围内的共振隧穿。

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国家自然科学基金,河北省自然科学基金

河北大学电子与信息工程系;北京航空航天大学非晶态物理与光信息研究室;中科院半导体所;北京大学无线电电子学系

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