Electrical Study of Au/GaN/GaAs (100) Structures as a Function of Frequency

Abstract

Різні дослідження показують, що нітрування поверхні GaAs покращує електричну якість діодів Шотткі на основі арсеніду галію. Для того, щоб спостерігати це покращення, були досліджені характеристики ємність/провідність-напруга на трьох частотах (50, 100 та 500 кГц). Ці характеристики були кореговані шляхом усунення ефекту послідовного опору. Спочатку визначали значення послідовного опору та будували графік його залежності від напруги на різних частотах. Отримані криві показують значні значення послідовного опору з піками, які спостерігаються при близько – 0,5 В для частот 50 і 100 кГц і при 0,25 В для 500 кГц. Ці піки пов'язані з омічним зворотним контактом і щільністю поверхневих станів. Потім були розраховані електричні властивості виготовленого діода Шотткі та оцінена щільність поверхневих станів діода Шотткі з ефектом послідовного опору та без нього. Щільність поверхневих станів значно зменшилася після усунення ефекту послідовного опору. Електричні параметри демонструють покращення електричної якості виготовленого діода Шотткі Au/GaN/GaAs.

Various studies show that the nitridation of the GaAs surface improves the electrical quality of the Schottky diodes based on gallium arsenide. In order to observe this improvement, capacitance/conductance – voltage characteristics were investigated at three frequencies (50, 100 and 500 kHz). These characteristics were corrected by eliminating the effect of the series resistance. First, values of the series resistance were determined and plotted against voltage at different frequencies. The obtained curves show significant values of the series resistance with peaks observed at about – 0.5 V for 50 and 100 kHz frequencies and at 0.25 V for 500 kHz. These peaks are attributed to the ohmic back contact and the surface state density. The electrical properties of the fabricated Schottky diode were then calculated and the surface state density of the Schottky diode was estimated with and without the effect of the series resistance. Surface state density was significantly reduced after the elimination of the series resistance effect. Electrical parameters demonstrate an improvement of the electrical quality of the fabricated Au/GaN/GaAs Schottky diode.