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Defect Modulation Doping

机译：缺陷调制掺杂

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摘要

The doping of semiconductor materials is a fundamental part of modern technology, but the classical approaches have in many cases reached their limits both in regard to achievable charge carrier density as well as mobility. Modulation doping, a mechanism that exploits the energy band alignment at an interface between two materials to induce free charge carriers in one of them, is shown to circumvent the mobility restriction. Due to an alignment of doping limits by intrinsic defects, however, the carrier density limit cannot be lifted using this approach. Here, a novel doping strategy using defects in a wide bandgap material to dope the surface of a second semiconductor layer of dissimilar nature is presented. It is shown that by depositing an insulator on a semiconductor material, the conductivity of the layer stack can be increased by 7 orders of magnitude, without the necessity of high-temperature processes or epitaxial growth. This approach has the potential to circumvent limits to both carrier mobility and density, opening up new possibilities in semiconductor device fabrication, particularly for the emerging field of oxide thin film electronics.
机译：半导体材料的掺杂是现代技术的基本组成部分，但是在许多情况下，经典方法在可实现的载流子密度和迁移率方面都达到了极限。调制掺杂是一种在两种材料之间的界面处利用能带对准来诱导其中一种中的自由电荷载流子的机制，它可以绕开迁移率限制。然而，由于掺杂极限与固有缺陷的对准，使用这种方法无法提高载流子密度极限。这里，提出了一种新颖的掺杂策略，其使用宽带隙材料中的缺陷来掺杂性质不同的第二半导体层的表面。已经表明，通过在半导体材料上沉积绝缘体，可以将叠层的电导率提高7个数量级，而无需高温工艺或外延生长。这种方法有可能规避载流子迁移率和密度的限制，在半导体器件制造中开辟了新的可能性，特别是对于氧化物薄膜电子学的新兴领域。

著录项

  • 来源
    《Advanced Functional Materials》 |2019年第14期|1807906.1-1807906.8|共8页
  • 作者

    Weidner Mirko; Fuchs Anne; Bayer Thorsten J. M.; Rachut Karsten; Schnell Patrick; Deyu Getnet K.; Klein Andreas;

  • 作者单位

    Tech Univ Darmstadt, Fachbereich Mat & Geowissensch, Fachgebiet Oberflachenforsch, Otto Berndt Str 3, D-64287 Darmstadt, Germany;

    Tech Univ Darmstadt, Fachbereich Mat & Geowissensch, Fachgebiet Oberflachenforsch, Otto Berndt Str 3, D-64287 Darmstadt, Germany;

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