Inversionsrandschichten auf p-Silicium

Abstract

Auf der defektleitenden Seite eines Siliciumstäbchens, das in der Mitte einen pn-Übergang enthält, bildet sich unter dem Einfluß von Wasserdampf eine elektronenleitende Inversionsrandschicht aus, welche in trockenem Sauerstoff wieder verschwindet. Durch Sperrstrom- und Kapazitätsmessungen wird dieser „Channel“ nachgewiesen und durch Abtasten der Kristalloberfläche mit einer Lichtsonde seine wirksame Länge bestimmt. Die Leitfähigkeit der Randschicht kann durch Kombination der verschiedenen Messungen ermittelt werden. Sie liegt in der Größenordnung von 10-5 bis 10-6 Ohm-1. Aus dem zeitlichen Verlauf des Sperrstroms nach einer Spannungsänderung ergibt sich, daß zwei Arten von Oberflächenzuständen existieren, von denen sich die eine in sehr kurzer Zeit mit dem Leitungsband ins Gleichgewicht setzt, während für die andere Relaxationszeiten von 10 bis 50 Minuten beobachtet werden. Ein Vergleich mit entsprechenden Messungen an Germanium zeigt, daß die Dichte der „schnellen“ Zustände bei Silicium wesentlich größer ist als bei Germanium.