Προσομοίωση διόδων Ge για επαφές pn

Abstract

Το γερμάνιο είναι ένα πολλά υποσχόμενο ημιαγώγιμο υλικό για ηλεκτρονικές εφαρμογές υψηλής απόδοσης και χαμηλής κατανάλωσης. Για να μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε το γερ- μάνιο ως υλικό σε σύγχρονες ηλεκτρονικες διατάξεις και ειδικότερα στην τεχνολογία CMOS, μια σειρά προβλημάτων θα πρέπει να επιλυθούν. Μέχρι τώρα έχουν παρουσιαστεί αποδοτι- κές διατάξεις p-MOSFETS, ωστόσο ανάλογης απόδοσης n-MOSFET γερμανίου παρουσιάζουν προβλήματα στην υλοποίηση τους. Ένα βασικό εμπόδιο που πρέπει να ξεπεραστεί είναι η δη- μιουργία αποδοτικών επαφών pn για την περιοχή της πηγής (Source) και του απαγωγού (Drain). Η δυσκολία πηγάζει από την συμπεριφορά των προσμείξεων φωσφόρου στο γερμάνιο όταν η διάταξη επεξεργάζεται σε θερμοκρασίες μεγαλύτερες των 500C με σκοπό την αποκατάσταση των εισαχθέντων ατελειών του κρυσταλλικού πλέγματος και την ενεργοποίηση των προσμεί- ξεων. Τα άτομα φωσφόρου διαχέονται προς την επιφάνεια και το κυρίως σώμα του ημιαγωγού με αποτέλεσμα να έχουμε απώλεια προσμείξεων και δυσχέρεια στην σμίκρυνση της εγκάρσιας διάστασης της διόδου. Στην παρούσα εργασία εφαρμόσαμε τη μέθοδο MIC (Metal Induced Crystallization) ώστε να επιτύχουμε την αποκατάσταση του κρυστάλλικού υποστρώματος σε χαμηλότερες θερμο- κρασίες. Επιπλέον η ενεργοποίηση των προσμείξεων επιτυγχάνεται σε χαμηλή θερμοκρασία λόγω του φαινομένου MIDA(Metal Induced Dopant Activation). Με τη βοήθεια της μεθόδου XRD και SIMS αναλύουμε τις διόδους που παρασκευάστηκαν χημικά και κρυσταλλογραφικά. Επιπλέον η απόδοση των επαφών αξιολογήθηκε από ηλεκτρικές μετρήσεις J-V και η μοντελο- ποίηση τους έγινε με προσαρμογή των πειραματικών δεδομένων σε μοντέλο διόδου ώστε να εξαχθούν χρήσιμες τιμές ως προς χαρακτηριστικές παραμέτρους των επαφών.