Способ определения энергии ионизации глубоких уровней в полупроводниках

.обес ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЭО(56) Авторское свМф 1349609, кл. Н 0Орешкин П.Т Рный слой как резонностно-барьерной н1984, т.18, вып.б,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЗАЦИИ ГЛУБОКИХ УРО идетельство СССР 1 1. 21/66, 1985. ожков С.В. Барьератор при поверхеустойчивости. ФТП,с.1102-1105.ЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ИОНИВНЕЙ В ПОЛУПРОВОДобретение относится к метролоктрофизических параметров по;дников. Цель изобретения -чение возможности определения энергии ионизации глубоких уровнейв полупроводниках с высокой концентрацией центров, дающие глубокие уровни. Изобретение основано на явлениивозникновения колебаний тока в цепи,содержащей поверхностно-барьерный переход, и температурной зависимостипериода колебаний тока. На сформированную на исследуемом полупроводникеповерхностно-барьерную структуру подают импульсы напряжения обратногосмещения для возбуждения колебанийтока, измеряют период возникающих колебаний в диапазоне температур 200400 К. На полученной зависимости находят участок, в котором дериод колебаний экспоненциально уменьшаетсяпри повышении температуры, и вычисляют энергию ионизации глубокого уров"ня по формуле.Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для контроля материалов и структур, используемых для изготов ления полупроводниковых приборов,Цель изобретения - обеспечение возможности определения энергии ионизации глубоких уровней в полупроводниках с высокой концентрацией цент ров, дающих глубокие уровни.П р и м е р. Определяют энергию ионизации глубоких уровней в полупроводниках, имеющих такую большую концентрацию глубоких центров, что у 15 диода Шоттки, сформированных на основе этих полупроводников, ток смещения соизмерим с током проводимости, что делает невозможным однозначное опре-. деление искомого параметра известны ми методами. На сформированную структуру металл-полупроводник подают импульсы напряжения смещения обратной полярности 25 через ограничительный резистор порядка 1 кОм, наблюдая на экране осцилло=- графа напряжение на структуре. Величина амплитуды импульса обратного смещения должна несколько превышать напряжение обратимого пробоя (обычно лавинного), При этом в выпрямляющих контактах типа металл-полупроводник с повышенной концентрацией поверхностных центров возникают интенсивные колебания напряжения и тока. Для оп 35 ределения характера распределения поверхностных центров (непрерывное или пик плотности состояний) далее проводят изиерение зависимости периода воз-. никающих колебаний 1 С от температу,Кры Т, наблюдая период колебаний на экране осциллографа, Температуру структуры изменяют в пределах 200- 400 К,Пику плотности состояний, определяемому наличием на поверхности примесных глубоких центров либо структурных дефектов, соответствует экспоненциальное уменьшение периода возникающих колебаний при увеличении 50 температуры. При этом энергию ионизации определяют по ФормулеКВЕ = 2 МТ 1 п - 4 Ы55дЕ - энергия ионизации;постоянная Больцмана,"Т - температура;период колебаний;К максвелловское время релаксации полупроводника;сЕ - диэлектрическая проницаемостьГ 0 - диэлектрическая постоянная;удельное сопротивление полупроводника в базе диода.Наступление обратимого пробоя фиксируют по неизменности напряжения на структуре при увеличении напряжения импульсов.Для структур металл-полупроводник, сформированных на кремнии марки КЭФ 5, подают импульсное напряжение с длительностью импульсов 120 мкс и скважкостью 400, Напряжение обратимого пробоя порядка 380 В, Экспоненциальное уменьшение периода колебаний (с 14 до 5 мкс) наблюдается в температурном интервале 212-250 К, что соответствует энергии ионизации 0,45 эВ.Предлагаемый способ отличается простотой аппаратуры, поскольку не нужно измерять релаксацию емкости области пространственного заряда.Формула изобретенияСпособ определения энергии ионизации глубоких уровней в полупроводниках, включающий формирование структуры металл-полупроводник, подачу на структуру импульсов напряжения обратного смещения и изменение температуры структуры в пределах 200-400 К, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности определения энергии ионизации глубоких уровней в полупроводниках с высокой концентрацией центров, дающих глубокие уровни, амплитуду импульсов смещения увеличивают до наступления пробоя, не. приводящего к необратимым изменениям исследуемой структуры, регистрируют зависимость периода возникающих колебаний тока, на зависимости определяют участок, на котором период колебаний экспоненциально уменьшается при увеличении температуры и рассчитывают энергию ионизации глубокого уровня по формулегкДЕ = 21 Т 1 п4 "мгле лЕ Ск Составитель И.ПетровичТехред А.Кравчук Корректор Л.Патай Редактор С.Патрушева Заказ 3357/54 Тираж 746 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4 1 408474 энергия ионизапии глубокого уровня;постоянная Больцмана; температура, при которой производятся измерения51 период возникающих колебаний тока на участке экспоненциальной зависимостипериода колебаний от температуры структуры; ль - время максвелловской релак.сации полупроводника,