四價及三五族半導體表面電子能階之束縛能的研究

Abstract

本論文涵蓋了實驗系統的建立以及金屬─卅導體介面的研究及四價與三五族半導體的 表面雜質電子能階束縛能的計算。在實驗系統方面，主要是建造及組閨一SEYA/ERG 分光儀，其超高真空環境可與同步輻射加速器之真空相容，該分光儀主由六個光柵分 光，其餘不同材質之鏡面負責對同步光源之聚焦及反射。而分光儀之分光範圍自5 電 子伏特到1500電子伏特，且在低能量範圍有不錯解析度及偏極性。 利用已有之光電子分析儀及超高真空系統，我們研究鋁─碲化銦及鋁─砷化銦之介面 化學特性。在蒸鍍鋁之前，我們先以軟X 光電子能譜分析碲化銦砷化銦之表面電子能 階束縛能，並了解其是否潔淨，接著我們在低於2*10 托之氣壓下蒸鍍鋁金屬，且逐 漸增加鋁的含量，並以軟X 光分析其光電子能譜，經由能譜我們確知表面的鋁及銦有 交換反應，並且分解銦的能譜獲得在表面的鋁─碲化銦之形態；由於實驗數據非完整 ，我們並未進行鋁─砷化銦之能譜分解。 在計算表面雜質之能階時我們基於三種假設：□僅考慮一個能帶（one-band model） ，□在表面之能帶沒有彎曲，□有效質量近似。並且利用最近提出的□快速收斂法（ FCM ），□最小靈敏度法（PMA ）及□改進徵擾法（IPM ）做計算。發現對非均向半 導體材料而言，最小靈敏度法可得到較佳的結果，對均向半導體而言，則三法獲得相 同之結果。最後我們以此法計算矽╱氧化矽介面在無匱乏電場（depletion field ） 下之束縛能並與其它研究結果比較。