Способ определения фотоэлектрических параметров примесных некомпенсированных полупроводников

Номер патента: 1545866

Авторы: Петров, Соколов, Степанов, Трофимов

Формула

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИМЕСНЫХ НЕКОМПЕНСИРОВАННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, заключающийся в освещении образца опорным и сигнальным модулированным по фазе пучками света, формирующими интерференционную картину на образце, регистрации зависимости амплитуды тока I g на частоте модуляции от пространственной частоты К, отличающийся тем, что, с целью одновременного определения средних диффузионных длин фотоиндуцированных электронов и дырок L1D, L2D и отношения 1/2 электронной и дырочной фотопроводимостей полупроводников с биполярной фотопроводимостью, фазовую модуляцию сигнального пучка света осуществляют с частотой, отвечающей соотношению:
0,1 мин ( -e1 или -h1)> >10 -1di ,
искомые средние диффузионные длины определяют из выражений


а отношение электронной и дырочной фотопроводимостей

где K=2 -1
L шаг интерференционной картины;
te, h средние времена жизни фотогенерированных электронов и дырок;
di время диэлектрической релаксации освещенного полупроводника;
К0 значение пространственной частоты, при которой амплитуда тока проходит через "0" и при этом меняет знак;
K1 и K2 значения пространственной частоты, при которых максимальна.

Описание

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для определения фотоэлектрических параметров примесных некомпенсированных полупроводников.
Цель изобретения одновременное определение средних диффузионных длин фотоиндуцированных электронов и дырок DD1, DD2 и отношения 1/2электронной и дырочной фотопроводимостей полупроводниковой с биполярной фотопроводимостью.
На фиг. 1 приведена оптическая схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 зависимости амплитуды первой гармоники тока Ig через образец от пространственной частоты -1.
Устройство для реализации способа содержит источник когерентного излучения (лазер) 1, светоделительную пластинку 2, зеркала 3, элемент 4, осуществляющий фазовую модуляцию сигнального пучка света, фотопроводник 5, нагрузочное сопротивление 6 и селективный усилитель 7.
П р и м е р. Экспериментальная проверка способа выполнена на примере полуизолирующего GaAs-Cr n-типа, имеющего размеры 2х10х1 мм3. Обработка поверхности образца после полировки состоит в травлении его в смеси азотной и соляной кислот, взятых в соотношении 1:1 в течение 3 мин с последующей промывкой в дистиллированной воде. Контакты на боковые грани образца наносят пастой на основе мелкодисперсного серебра. Измерения проводят на длине волны излучения и мощности Рогелий-неонового лазера ЛГ-126 ( 1,15 мкм, Ро 3 мВт и 0,63 мкм, Ро 1 мВт).
Фазовая модуляция осуществляется подачей на мембрану телефонной головки ТЛ-4 с прикрепленным к ней зеркалом синусоидального напряжения с частотой f 1 кГц. Выходной электрический сигнал на частоте f 1 кГц, возникающий за счет нестационарной фотоЭДС, регистрируется стандартным селективным усилителем У2-8. Экспериментальная зависимость Ig от пространственной частоты -1. (см. фиг.2, кривая А) является характерной для полупроводников с биполярной фотопроводимостью, где шаг интерференционных полос на образце. Для уточнения знака носителя используется кристалл Bi12SiO20, для которого при освещении излучением с 0,63 мкм характерен электронный механизм нестационарной фотоЭДС. В результате установлено, что в полуизолирующем GaAs: Cr при освещении его излучением с длиной волны 0,63 мкм (см. фиг.2, кривая Б) в исследуемом диапазоне пространственных частот работает дырочный механизм.
Определяют величину o-1 пространственной частоты, при которой Ig 0, по кривой А на фиг.2.
Величина Ко 2 o-1 2 10 мм-1 63 мм-1.
Значения К1 и К2 определяют по формуле 2 -1 для значений 1-1 и 2-1 соответствующих максимумам на кривых А и Б. По полученным значениям вычисляют средние диффузионные длины по формулам:
L1D=K
L2D= K и отношение 1/2 электронной и дырочной фотопроводимостей по формуле:
1/2=
Вычисленные значения равны LD1 5 мкм. LD2 15 мкм, 1/2 4.
Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для определения фотоэлектрических параметров примесных некомпенсированных полупроводников. Целью изобретения является одновременное определение средних диффузионных длин фотоиндуцированных электронов и дырок и отношения электронной и дырочной фотопроводимостей полупроводников с биполярной фотопроводимостью. Образец облучают опорным и сигнальным модулированным по фазе с частотой пучком света. При этом на поверхности образца формируется интерференционная картина. Регистрируют индуцированный в образце ток на частоте w в зависимости от пространственной частоты интерференции к. Частоту w выбирают в пределах: 0,1 мин ( -e1 или -n1) > > 10 di, где e, n средние времена жизни электронов и дырок соответственно; di время диэлектрической релаксации освещенного полупроводника. Средние диффузионные длины электронов и дырок, а также отношение электронной и дырочной фотопроводимостей определяют расчетным путем. 2 ил.

Рисунки

Заявка

4362221/25, 13.01.1988

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе

Петров М. П, Степанов С. И, Трофимов Г. С, Соколов И. А

МПК / Метки

МПК: H01L 21/66

Метки: некомпенсированных, параметров, полупроводников, примесных, фотоэлектрических

Опубликовано: 27.08.1995

Код ссылки

<a href="https://patents.su/0-1545866-sposob-opredeleniya-fotoehlektricheskikh-parametrov-primesnykh-nekompensirovannykh-poluprovodnikov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ определения фотоэлектрических параметров примесных некомпенсированных полупроводников</a>

Похожие патенты