목적
Ga2O3는 응용 가능성이 매우 높은 초광대역 갭 반도체입니다. 결함 관련 전이 현상을 높은 감도로 비접촉 방식으로 특성 분석하는 것은 여전히 어려운 과제입니다.
해결 방안
직류 (켈빈 프로브, 접촉 전위차 직접 측정, DCPD) 및 교류(변조 영역) 모드에서 비접촉식 표면 광전압(SPV) 분광법을 사용하면 근적외선(< 0.5 eV)에서 심자외선(> 6 eV)에 이르는 넓은 스펙트럼 범위에서 전하 분리 에너지 및 방향에 대한 정보를 높은 감도로 얻을 수 있습니다. 또한, 동일한 천공 전극을 전하 증폭기와 함께 사용하여 DC 및 AC 모드에서 측정을 수행할 수 있습니다(그림 1).
응용 예
그림 2는 b-Ga2O3 결정의 동일한 위치에서 (음의) DCPD 스펙트럼과 변조된 SPV 진폭의 스펙트럼(대수 스케일)을 측정한 예를 보여줍니다. 4.8 eV의 b-Ga2O3 밴드 갭에서의 전이와 1.6, 2.3, 3.2, 4.0, 4.4 및 4.6 eV에서 발생하는 결함 전이들은 명확하게 구별되는 반면, 각기 다른 전이들에 대한 DC 및 AC 모드 측정 감도는 상당히 다를 수 있습니다.
참조
[1] Th. Dittrich, S. Fengler, N. Nickel, “초광대역 갭 반도체를 위한 광범위한 시간 영역에서의 표면 광전압 분광법: 산화갈륨의 사례”, Phys. Stat. Sol. A 11 (2021) 2100176.
![Fig. 1: Scheme for the measurement in dc and ac modes with the same electrode and a charge amplifier [1].](/fileadmin/_processed_/6/b/csm_characterization_of_ga2O3_01_b03995671e.png)
Fig. 1: Scheme for the measurement in dc and ac modes with the same electrode and a charge amplifier [1].
Fig. 2: Spectra of DCPD (blue) and spectrum of the modulated SPV amplitude (red) of a b-Ga2O3 crystal. Onsets at major defect transitions and at the band gap.
관련 솔루션 및 산업: 에피택셜 레이어 및 박막
