어븀-실리사이드/p-형 실리콘 접합에서 쇼트키 장벽 높이 변화

Abstract

p-형 실리콘 기판 위에 수 Å 두께의 어븀 금속을 증착하고, 후열처리 과정을 통하여 어븀‐실리사이드/p-형 실리콘 접합을 형성하였다. 초고진공 자외선 광전자 분광 실험을 통하여 증착한 어븀의 두께에 따라 어븀‐실리사이드의 일함수가 4.1 eV까지 급하게 감소하는 것을 관찰하였으며, X‐ray 회절 실험에 의하여 형성된 어븀 실리사이드가 주로 Er5Si3 상으로 구성되어 있음을 밝혔다. 또한, 어븀‐실리사이드/p-형 실리콘 접합에 알루미늄 전극을 부착하여 쇼트키 다이오드를 제작하고, 전류‐전압 곡선을 측정하여 쇼트키 장벽의 높이를 산출하였다. 산출된 쇼트키 장벽의 높이는 0.44 ~ 0.78 eV이었으며 어븀 두께 변화에 따른 상관 관계를 찾기 어려웠다. 그리고 이상적인 쇼트키 접합을 가정하고 이미 측정한 일함수로부터 산출한 쇼트키 장벽의 높이는 전류‐전압 곡선으로부터 산출한 값에 크게 벗어났으며, 이는 어븀‐실리사이드가 주로 Er5Si3 상으로 구성되어 있고, Er5Si3/p-형 실리콘 계면에 존재하는 고밀도의 계면 상태에 기인한 것으로 사료된다.