(Au/Pt)/Ge(100)におけるマクロとミクロのショットキーバリアの決定。界面局所変調

Macroscopic Versus Microscopic Schottky Barrier Determination at (Au/Pt)/Ge(100): Interfacial Local Modulation.

• Andrea Gerbi
• Renato Buzio
• Cesar González
• Nicola Manca
• Daniele Marrè
• Sergio Marras
• Mirko Prato
• Lloyd Bell
• Sergio Di Matteo
• Fernando Flores
• Pedro L de Andres

抄録

2つの金属電極(AuとPt)と異なる金属化方法、具体的には熱蒸着とレーザー蒸着のための金属/Ge(100)接合におけるショットキー障壁の高さ(SBH)を調べるために、マクロな電流電圧測定とナノスコピックバリスティック電子放出分光法(BEES)が使用されてきた。巨視的な電流-電圧特性を解析した結果、SBHが0.61-0.63eVであれば室温での整流が抑制されることがわかった。一方、80Kで測定したBEESでは、ナノスケールでの2つの異なる障壁が共存していることが明らかになり、0.61-0.64及び0.70-0.74eVの範囲の値をとることがわかった。各金属-半導体接合について、マクロな測定値はBEESで見出された低い障壁とよく一致している。BEESスペクトルの第一原理モデル化により、2つの障壁は金属とGe(100)表面の間の2つの異なる原子配列に起因していることが明らかになった。

Macroscopic current-voltage measurements and nanoscopic ballistic electron emission spectroscopy (BEES) have been used to probe the Schottky barrier height (SBH) at metal/Ge(100) junctions for two metal electrodes (Au and Pt) and different metallization methods, specifically, thermal-vapor and laser-vapor deposition. Analysis of macroscopic current-voltage characteristics indicates that a SBH of 0.61-0.63 eV controls rectification at room temperature. On the other hand, BEES measured at 80 K reveals the coexistence of two distinct barriers at the nanoscale, taking values in the ranges 0.61-0.64 and 0.70-0.74 eV for the cases studied. For each metal-semiconductor junction, the macroscopic measurement agrees well with the lower barrier found with BEES. Ab initio modeling of BEES spectra ascribes the two barriers to two different atomic registries between the metals and the Ge(100) surface, a significant relevant insight for next-generation highly miniaturized Ge-based devices.