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Silicon Wafers with Facet‐Dependent Electrical Conductivity Properties

Abstract

By breaking intrinsic Si (100) and (111) wafers to expose sharp {111} and {112} facets, electrical conductivity measurements on single and different silicon crystal faces were performed through contacts with two tungsten probes. While Si {100} and {110} faces are barely conductive at low applied voltages, as expected, the Si {112} surface is highly conductive and Si {111} surface also shows good conductivity. Asymmetrical I–V curves have been recorded for the {111}/{112}, {111}/{110}, and {112}/{110} facet combinations because of different degrees of conduction band bending at these crystal surfaces presenting different barrier heights to current flow. In particular, the {111}/{110} and {112}/{110} facet combinations give I–V curves resembling those of p–n junctions, suggesting a novel field effect transistor design is possible capitalizing on the pronounced facet‐dependent electrical conductivity properties of silicon.

Facettenreich: Wolframsonden wurden an einen Si‐Wafer kontaktiert und zur Messung der flächenabhängigen elektrischen Leitfähigkeit von Si‐Kristallen genutzt. Für die Flächenkombinationen {111}/{112}, {111}/{110} und {112}/{110} wurden unsymmetrische I‐V‐Kurven erhalten. Diese intrinsischen flächenabhängigen Effekte beim Silicium könnten für ein neuartiges Feldeffekttransistordesign genutzt werden.

Autoren:   Chih-Shan Tan, Pei-Lun Hsieh, Lih-Juann Chen, Michael Hsuan-Yi Huang; Chih‐Shan Tan, Pei‐Lun Hsieh, Lih‐Juann Chen, Michael H. Huang
Journal:   Angewandte Chemie
Band:   129
Ausgabe:   48
Jahrgang:   2017
Seiten:   15541
DOI:   10.1002/ange.201709020
Erscheinungsdatum:   02.11.2017
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