Зонд для исследования полупроводников

Союз СоветскихСоциал исти цескихРеспублик ОП ИСАНХЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ ц 661317(51) М. Кл.2 б 01 М 27/02 осударстеенный комет СССР по делам кеобретений и открытийиоритет Бюллетень1 публиковано 05,05.7 53) УДК 543,25 (088.8) Дата опубликования описания 15.05.79(7 АвторыОбретен и ф, Бородзюля В. Голуб нградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И, Калинина явитель 4) ЗОНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛУПР НИКОВ ре Шоттк ности пол свободных то значий. сИзобретение относится к технике исследования полупроводниковых материалов и может быть использовано для измерения удельного сопротивления, распределения легирующей примеси по глубине полупроводникового материала, а также для изучения свойств поверхности полупроводников.Известны устройства для измерения удельного сопротивления полупроводников четырехзондовым методом 1 . Эти устройства не позволяют непосредственно определять профиль легирования полупроводниковых материалов.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство в корпусе которого имеются сообщающиеся полость и канал, заполненные жидким металлом, контактный вывод, одним концом касающийся жидкого металла, а другим подключенный к измерительному устройству 2, При работе измерительный электрод касается поверхности образца, образуя с последним барьер Шоттки. Однако не всегда удается подобрать жидкий металл для создания хорошего барьера с малыми токами утечки для различных полупроводниковых материалов. Кроме того, при измерениях на барьена малых глубинах от поверхроводника существенно влияние осителей на измеряемую емкость льно снижает точность измереЦель изобретения - повышение точно ти измерений и расширение функциональных возможностей зонда.Поставленная цель достигается тем, что выход канала закрыт тонкой пленкой диэлектрика толщиной 100 - 1000 нм.При контакте рабочей поверхности зонда с поверхностью полупроводника получается структура металл-диэлектрик-полупроводник (МДП). Вольт-фарадные методы исследования таких структур хорошо разработаны и позволяют определять параметры как объема, так и поверхности полупроводника.На чертеже показан предложенный зонд.В корпусе 1 зонда выполнены канал 2 и полость 3, сообщающиеся. между собой и заполненные жидким металлом-ртутью.Корпус изготовляют из материала, не смачиваемого ртутью, например оргстекла. Со стороны выхода канала на корпус наносится тонкая пленка 4 диэлектрика, например нитроцеллюлозы или двуокиси кремния.661317 формула изобретения Составитель М КТехред О. ЛугоТираж 1089дарственного комитетаизобретений и открытЖ - 35, Раушская набнт, г. Уж город, ул. П венкоКорректор Подписно СССР ап Редактор Т. ОрловскаяЗаказ 2430/39 ЦИНИПИ Гопо делам113035, Москва филиал ППП Па д, 45оетная, 4 На противоположной стороне корпуса крепится контактный вывод 5, Для получения максимальной чувствительности зонда желательно применять возможно более тонкие пленки (порядка 100 нм), но такие пленки ненадежны в работе. Пленки толщиной более 1000 нм прочны, надежны в работе, но чувствительность зонда с такой пленкой низка. Пленки нитроцеллюлозы толщиной порядка 200 нм обладают достаточной прочностью и обеспечива 14 т необходимую модуляцию емкости области пространственного заряда полупроводника.При исследовании пОлупроводников зонд кладут на образец и регистрируют сигнал на измерительном устройстве, подключенном к контактному выводу 5, При контактировании зонда с поверхностью образца получается структура МДП. Электрофизические свойства таких структур хорошо изучены и позволяют исследовать состояние поверхности полупроводника, концентрацию носителей и профиль распределения легирую щей примеси на малых и больших глубинах от поверхности полупроводника. Важным преимуществом зонда является возможность исследования им широкого класса полупроводниковых материалов различного типа про водимости бе, Я, СтаА 5, баР, 1 п%, 1 пАг,2 при этом устранено влияние свободных носителей на емкость области пространственного заряда полупроводника при малых изгибах зон по сравнению со случаем подобных измерений на барьере Шоттки,Кроме того, предложенный зонд не загрязняет поверхность образца ртутью и безопасен при работе с ним, так как исключен контакт ртути с внешней средой.аким образоы 1, зонд позволяет экспрессно исследовать как обьем, так и поверхность полупроводников. Зонд для исследования полупроводников,содержащий корпус, имею 1 ций канал, соединенный с полостью, заполненной жидкимметаллом, контактный вывод, соединенныйс жидким металлом и измерительным прибором, отличающийся тем, что, с целью повы 1 пения точности измерения, выход каналазакрыт диэлектрической пленкой толщиной100 - 1000 нм.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 481546, кл. 6 01 1 с 31/02, 1972.2. Патент США М 379492,кл. 6 01 К 27/02, 970.