HgCdTe多载流子体系的定量迁移率谱分析.pdfVIP

　第 19 卷第 12 期　　　　　　　半　导　体　学　报　　　　　　　　 . 19, . 12　 V o l N o 　1998 年 12 月　　 　　　 　　　　　　 . , 1998　 CH IN ESE JOU RNAL O F SEM ICONDU CTOR S D ec HgCdTe 多载流子体系的 定量迁移率谱分析 桂永胜　郑国珍　张新昌　褚君浩 ( 中国科学院上海技术物理研究所　红外物理国家重点实验室　上海　200083) 摘要　本文利用定量迁移率谱分析技术, 通过研究样品霍尔系数和电阻率对磁场强度的依赖 关系, 获得了样品中参与导电的电子和空穴的浓度和迁移率, 结果表明了定量迁移率谱分析方 法具有很高的准确性和可靠性, 并且它对样品中少子的贡献非常敏感. 该方法可以成为一种分 析半导体材料和器件的电学特性常规的测试手段. PACC: 7280E , 7320, 7215G 1　前言 在 H gCdT e 长波红外探测器的发展过程中, 磁输运测量一直是一种有效的手段, 被广 [ 1 ] 泛地用于研究探测器材料和器件的电学性质 . 尽管 H gCdT e 长波红外探测器材料已经有 近 四十年的发展历史, 固定磁场的霍尔测量一直是获得材料电学参数的常规测试手段. 但 是由于 H gCdT e 材料中往往存在多种载流子, 每种载流子对电导都有一定的贡献, 此时如 采用常规的固定磁场测量, 只能给出了一个综合了各种载流子作用的平均结果, 常常会出现 一些用单载流子模型无法解释的所谓“反常”霍尔效应. 在这种情况下, 固定磁场的霍尔测 量往往不能真实地反映样品的电学性质, 甚至会得出错误的结论, 因此, 有必要对传统的固 定霍尔测量方法进行改进, 使之适合分析复杂的多载流子体系. [ 2 ] [ 3, 4 ] 人们早就认识到多载流子体系对输运特性的影响 , 直到最近迁移率谱分析法 的出 现, 才从根本上克服了传统方法的缺点, 与传统方法相比, 迁移率谱分析法可以获得更多、更 准确的电学信息. 但是迁移率谱分析给出的结果只是定性的或半定量的, 因此, 我们引入了 [ 5 ] 迭代算法, 将迁移率谱和迭代算法结合起来, 发展了定量迁移率谱分析 , 它的结果不但物 理意义明显, 而且直接给出了样品中各种载流子的浓度和迁移率. 本文利用定量迁移率谱对 和 外延材料的变磁场霍尔测量数据进行分析, 研究了样品中各种载 n H gCdT e p H gCdT e 流子的电学参数. 　 国家自然科学基金资助课题, 编号为 桂永胜　男, 博士, 目前从事半导体材料和器件的电子输运特性研究 郑国珍　女, 研究员, 长期从事半导体材料和器件的电子输运特性研究 收到,定稿 914 　　　　　　　　　　　　　　　半　导　体　学　报　 19 卷 2　电导张量 霍尔系数 H 和电阻率 均