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HL: Halbleiterphysik

HL 2: Photovoltaik I

HL 2.10: Vortrag

Montag, 22. März 1999, 12:45–13:00, H1

Simulation von im Dunkeln und unter Beleuchtung gemes-
senen Kapazitäts-Spannungs-Kurven von Metall/Oxid/p-
Silicium-Kondensatoren — •A. Bierhals¹, A.G. Aberle² und R. Hezel¹ — ¹Institut für Solarenergieforschung Hameln/Emmerthal, Am Ohrberg 1, D-31860 Emmerthal — ²University of New South Wales, Sydney 2052, Australia

In dieser Arbeit wird ein numerisches Modell entwickelt, mit dem Kapazitäts-Spannungs (C-V) - Kurven von Metall/Oxid/Halbleiter (MOS)-Kondensatoren sowohl für den quasistatischen als auch für den Hochfrequenzfall simuliert werden können. Es basiert auf dem für Oberflächenzustände an der Si/SiO₂-Grenzfläche entwickelten Modell aus Ref. [1], wurde aber durch Löcher-Haftstellen (Traps) erweitert, die sich innerhalb der SiO₂-Schicht befinden. Durch Fit an im Dunkeln gemessene C-V-Kurven von MOS-Strukturen

kann für die Oberflächenzustände deren energetische Verteilung D_it(E) mit genauer Fehleranalyse ermittelt werden. C-V-Kurven unter Beleuchtung weisen zusätzlich einen scharfen Peak auf, dessen Charakteristik und Beleuchtungsabhängigkeit nur mit den oben erwähnten zusätzlichen Löcher-Traps simuliert werden kann. Dieser Peak wurde bei ähnlichen Proben auch in [2] beobachtet, wurde dort aber mit durch Licht veränderlichem D_it(E) erklärt. Im Dunkeln tritt der Peak aufgrund geringer Löcherkonzentration an der invertierten SiO₂/p-Si-Grenzfläche nicht auf. Die energetische Lage der Löchertraps scheint scharf lokalisiert zu sein und kann durch die Simulation in guter Genauigkeit relativ zur Valenzbandkante des p-Si bestimmt werden.

[1] R. Girisch et al., IEEE Trans. Elec. Dev., 35 No. 2 (1988)

[2] S. Kar and S. Varma, J. Appl. Phys. 58 No. 11 (1985)