Contribución al estudio de la influencia de los centros profundos en los diodos Schottky

Abstract

Dentro del gran desarrollo que en nuestros dias tienen los dispositivos electrónicos de estado sólido, el contacto metal –semiconductor diodo Schottky ha encontrado recientemente un interés renovado. Diversos progresos en la tecnología planar y en la formación del contacto metálico han conducido a la obtención de contactos metal­semiconductor con características casi ideales y perfectamente reproducibles, con lo que ha resultado possible su incorporación en los dispositivos electrónicos de estado sólido, aprovechándose las ventajas potenciales que presenta frente a la unión p- n. La ausencia de acurnulación de portadores minoritarios es una ventaja en la detección on altas frecuencias, y mejora la velocidad de conmutación en las circuitos lógicos. La tensión umbral de conducción directa, inferior e la de las uniones p-n, reduce la potencia disipada en la rectificación de corrientes. También Se han empleado diodos Schottky como contactos inyectores de mayoritarios en los semiconductores compuestos, para los que la difusión de una unión p-n causa problemas. Aunque las teorías básicas de los diodos Schottky están bien establecidas, en la interpretación de los resultados experimentales intervienen parámetros empíricos, para la interpretación de los cuales compiten diversas teorías basadas en distintas hipótesis sobre la constitución íntima del contacto, como pueden ser la presencia de una capa interfacial de óxido, estados de superficie, capas dipolares, o impurezas con niveles energéticos profundos. Los resultados experimentales sobre las características de conducción que hemos obtenido, análogos a los obtenidos por otros autores, así como los fenómenos de conmutación biestable que hemos observado en ciertos dispositivos, nos han sugerido atribuir una importancia especial a la hipótesis de la existencia de centros profundos en el contacto, por lo menos en los dispositivos preparados con nuestra tecnología. Estas consideraciones vienen apoyadas, por otra parte, por los numerosos estudios que se han publicado recientemente sobre las reacciones físico-químicas en las interfases sólidas, en particular metal-semiconductor. La importancia de esta hipótesis nos ha llevado a estudiar la aplicación de distintos métodos eléctricos para la caracterización de los centros profundos al problema particular de la determinación de estos centros en la interfase metal-semiconductor, y a analizar con ellos los contactos experimentales. En el primer capítulo resumimos las teorías existentes sobre la conducción eléctrica en los diodos Schottky. En el segundo capítulo describimos las propiedades de conducción y de conmutación observados, y proponemos su interpretación a partir de la hipótesis de la presencia de centros profundos. En el tercer capítulo analizamos teóricamente dos métodos eléctricos que permiten, con ciertas limitaciones, la determinación de los centros profundos en la interfase. En el cuarto capítulo presentamos los medios experimentales empleados y los resultados obtenidos para comprobar la validez de las consideraciones teóricos y que apoyan las hipótesis emitidas sobre loscentros profundos en nuestros dispositivos.