Stark shift and field ionization of arsenic donors in 28Si-silicon-on-insulator structures
Stark shift and field ionization of arsenic donors in 28Si-silicon-on-insulator structures
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DOI：
10.1063/1.4876175
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发表时间：
2014-05-12
影响因子：
4
通讯作者：
Morton, J. J. L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lo, C. C.;Simmons, S.;Morton, J. J. L.
我们研制了一种用于低温工作的绝缘体上硅(SOI)器件的后栅，并利用这种结构测量了同位素提纯的Si-28-SOI层中砷施主的二次超精细斯塔克位移参数。背栅是使用MeV离子注入穿过SOI层实现的，SOI层在手柄晶片中形成金属电极，使得高达2V/µm的大而均匀的电场可以施加到整个SOI层。利用这种结构，我们测量了嵌入在Si-28-SOI层中的As施主的Stark位移参数，得到了接触超精细Stark参数Eta(A)=-1.9+/-0.7×10(-3)mum(2)/V-2。我们还演示了电场驱动的掺杂在SOI器件层中的电离，通过电子自旋共振测量。(C)2014 AIP出版有限责任公司。
We develop an efficient back gate for silicon-on-insulator (SOI) devices operating at cryogenic temperatures and measure the quadratic hyperfine Stark shift parameter of arsenic donors in isotopically purified Si-28-SOI layers using such structures. The back gate is implemented using MeV ion implantation through the SOI layer forming a metallic electrode in the handle wafer, enabling large and uniform electric fields up to 2V/mu m to be applied across the SOI layer. Utilizing this structure, we measure the Stark shift parameters of arsenic donors embedded in the Si-28-SOI layer and find a contact hyperfine Stark parameter of eta(a) = -1.9 +/- 0.7 x 10(-3) mu m(2)/V-2. We also demonstrate electric-field driven dopant ionization in the SOI device layer, measured by electron spin resonance. (C) 2014 AIP Publishing LLC.