Consistent optical and electrical determination of carrier concentrations for the accurate modeling of the transport properties of n-type Ge
Consistent optical and electrical determination of carrier concentrations for the accurate modeling of the transport properties of n-type Ge
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对载流子浓度进行一致的光学和电学测定，以准确模拟 n 型 Ge 的输运特性
DOI：
10.1016/j.mssp.2023.107596
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发表时间：
2023
影响因子：
4.1
通讯作者：
Kouvetakis, John
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Menéndez, José;Xu, Chi;Kouvetakis, John
提出了一种一致的方法来提取载流子浓度inn型锗从测量的红外介电函数和霍尔效应。在光学测量的情况下，通常使用光谱椭圆偏振法进行的载流子浓度受掺杂的电导率有效质量的依赖性，这是计算使用的电子态密度的模型，占非抛物线和适合电子结构计算。从霍尔测量获得的载流子浓度需要霍尔因子的知识，在大多数实际应用中，霍尔因子被任意设置为等于单位。我们已经计算了霍尔因子forn-Ge使用的模型，占散射与声子和电离杂质，我们表明，使用我们计算的有效质量和霍尔因子的载流子浓度的测定几乎消除了任何系统的差异，这两种类型的测量。然后，我们使用这些结果来计算多数载流子迁移率从测得的电阻率值，与少数载流子迁移率的测量值进行比较，并拟合经验表达式的掺杂依赖的迁移率，可以用来模拟锗设备。
A consistent methodology is presented to extract carrier concentrations inn-type Ge from measurements of the infrared dielectric function and the Hall effect. In the case of the optical measurements—usually carried out using spectroscopic ellipsometry—the carrier concentration is affected by the doping dependence of the conductivity effective mass, which is computed using a model of the electronic density of states that accounts for non-parabolicity and is fit to electronic structure calculations. Carrier concentrations obtained from Hall measurements require a knowledge of the Hall factor, which is arbitrarily set equal to unit in most practical applications. We have calculated the Hall factor forn-Ge using a model that accounts for scattering with phonons and with ionized impurities.We show that determinations of the carrier concentrationnusing our computed effective mass and Hall factor virtually eliminates any systematic discrepancy between the two types of measurement. We then use these results to compute majority carrier mobilities from measured resistivity values, to compare with measurements of minority carrier mobilities, and to fit empirical expressions to the doping dependence of the mobilities that can be used to model Ge devices.
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DOI：
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发表时间：
2021
期刊：
Journal of Vacuum Science and Technology
影响因子：
--
作者：
Chi Xu;Ting;Dhruve A Ringwala;J. Menéndez;J. Kouvetakis
通讯作者：
J. Kouvetakis
DOI：
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发表时间：
1958
期刊：
影响因子：
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作者：
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通讯作者：
A. Tartaglia
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发表时间：
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
作者：
Chi Xu;J. Gallagher;C. L. Senaratne;P. Sims;J. Kouvetakis;J. Menéndez
通讯作者：
J. Menéndez
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影响因子：
3.2
作者：
Chi Xu;J. Kouvetakis;J. Menéndez
通讯作者：
J. Menéndez