Fourierovská spektroskopie fotovodivosti karbidu křemíku

Abstract

This work deals with the optoelectronic properties of semi-insulating monocrystalline silicon carbide. The samples under study differ by polytype and the method of com- pensation. With the use of Raman spectroscopy, each sample's polytype was identified. The samples were equipped with the interdigital and coplanar electrical contacts allowing photocurrent measurements. Through the mapping of photoconductivity, it was learned that the method of compensation by defects using the beam of electrons causes up to two orders of magnitude higher photoconductivity than the dopping of vanadium. Further- more, the samples were examined by Fourier Transform Photocurrent Spectroscopy. Re- sults showed that both polytypes and the production method influence the spectral pho- tocurrent density. The bias dependence measurement showed that the spectral photo- current density is sublinearly dependent on the bias. Lastly, the temperature dependence measurements confirmed that silicon carbide obeys the reported theoretical behaviour of the bandgap, as described by the Varshni theory. The Fourier Transform Photocurrent Spectroscopy results helped us to discuss suitable aplications for each material. 1

Tato práce se zabývá optoelektronickými vlastnostmi semi-izolačního monokrystalic- kého karbidu křemíku. Studované vzorky se navzájem liší polytypem a metodou kompen- zace příměsí. Ramanovou spektroskopií byl identifikován polytyp jednotlivých vzorků. Vzorky byly opatřeny interdigitálními a koplanárními kontakty umožňujícími měření fo- toproudu. Mapování fotovodivosti ukázalo, že kompenzace defekty elektronovým svaz- kem způsobuje řádově lepší fotovodivost než kompenzace dopováním vanadem. Dále byly vzorky podrobeny měření Fourierovy spektroskopie fotovodivosti a bylo zjištěno, že jak polytyp, tak způsob výroby ovlivňují fotovodivostní spektrální hustotu. Po měření napě- ťové závislosti se ukázalo, že fotovodivostní spektrální hustota závisí na přiloženém napětí sublineárně. Měření teplotní závislosti potvrdilo chování šířky zakázaného pásu karbidu křemíku v souladu s Varshniho teorií. Z výsledků Fourierovy spektroskopie fotovodivosti byly diskutovány vhodné aplikace jednotlivých materiálů. 1