n-type binary compound semiconductors such as InN, InAs, or In2O3 are especial because the branch-point energy or charge neutrality level lies within the conduction band. Their tendency to form a surface electron accumulation layer prevents the formation of rectifying Schottky contacts. Utilizing a reactive sputtering process in an oxygen-containing atmosphere, we demonstrate Schottky barrier diodes on indium oxide thin films with rectifying properties being sufficient for space charge layer spectroscopy. Conventional non-reactive sputtering resulted in ohmic contacts. We compare the rectification of Pt, Pd, and Au Schottky contacts on In2O3 and discuss temperature-dependent current-voltage characteristics of Pt/In2O3 in detail. The results substantiate the picture of oxygen vacancies being the source of electrons accumulating at the surface, however, the position of the charge neutrality level and/or the prediction of Schottky barrier heights from it are questioned.

In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen an halbleitenden β-Galliumoxid- und Indiumoxid-Dünnfilmen beschrieben. Dabei wird insbesondere auf die Realisierung von Schottky-Kontakten auf solchen Dünnfilmen, die Optimierung der sperrenden Eigenschaften dieser Kontakte durch das Verwenden vertikaler Probenstrukturen sowie die Modellierung ihrer Strom-Spannungs-Kennlinien eingegangen. Dafür wird zunächst ein im Rahmen dieser Arbeit entwickeltes Modell vorgestellt, welches verschiedene bekannte Modelle des Stromtransports durch Schottky-Kontakte sowie den Einfluss von Nichtidealitäten, wie z. B. inhomogene Barrierenhöhen oder lokale Serienwiderstände für verschiedene Strompfade, zusammenfasst und weiterhin auch das Nettodotierungsprofil und Ladeströme berücksichtigt. Bereits durch Analyse der so berechenbaren Kennlinien können in der Literatur beobachtete Effekte nachgebildet werden, welche mit bekannten Modellen nicht umfassend beschrieben werden. In den darauffolgenden beiden Kapiteln werden Untersuchungen an den β-Galliumoxid- bzw. Indiumoxid-Dünnfilmen beschrieben. Für beide Materialsysteme wird zunächst auf die Realisierung von Schottky-Kontakten auf mittels gepulster Laserdeposition gewachsenen Dünnfilmen eingegangen. Dabei wird insbesondere die Optimierung des Sperrverhaltens durch Verwendung einer vertikalen Probenstruktur untersucht. Sowohl für β-Galliumoxid- als auch für Indiumoxid-Dünnfilme kann mithilfe einer leitfähigen Rückkontaktschicht der Serienwiderstand der Schottky-Dioden verringert und somit das sperrende Verhalten verbessert werden. Für Indiumoxid wird außerdem der Einfluss einer Mg-dotierten Schicht an der Grenzfläche zum Metallkontakt untersucht. Auch diese bewirkt durch eine Verringerung des Rückwärtsstromes eine Verbesserung des sperrenden Verhaltens. Mithilfe des zuvor beschriebenen Modells wird eine genaue Analyse der gemessenen Strom-Spannungs-Kennlinien durchgeführt, die ein tieferes Verständnis der Prozesse, welche die Sperreigenschaften der Diode festlegen, erlaubt. Schließlich wird für beide Materialsysteme die Realisierung von Feldeffekttransistoren mithilfe der zuvor erwähnten Schottky-Kontakte untersucht.

n-type binary compound semiconductors such as InN, InAs, or In2O3 are especial because the branch-point energy or charge neutrality level lies within the conduction band. Their tendency to form a surface electron accumulation layer prevents the formation of rectifying Schottky contacts. Utilizing a reactive sputtering process in an oxygen-containing atmosphere, we demonstrate Schottky barrier diodes on indium oxide thin films with rectifying properties being sufficient for space charge layer spectroscopy. Conventional non-reactive sputtering resulted in ohmic contacts. We compare the rectification of Pt, Pd, and Au Schottky contacts on In2O3 and discuss temperature-dependent current-voltage characteristics of Pt/In2O3 in detail. The results substantiate the picture of oxygen vacancies being the source of electrons accumulating at the surface, however, the position of the charge neutrality level and/or the prediction of Schottky barrier heights from it are questioned.