Способ определения распределения объемного заряда в структуре диэлектрик-полупроводник

,ЯО 14186 с С 01 К 29/12 5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВ(54) СПОСОБ ОПРЕ ОБЪЕИНОГО ЗАРЯДА РИК - ПОЛУПРО ВОД (57) Изобретение измерительной те ЕДЕЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТ ЕЛЕНИЯ РАВ СТРУКТУРИКотноситсянике. Цел лект зо ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Вильнюсский государственный университет им, В.Капсукаса(56) Авторское свидетельство СССР Ф 1018052, кл. С 01 К 29/12, 1982,Батавии В.В., Концевой Ю,А., Федорович Ю.В. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур. - И.: Радио и связь, 1985, с. 167-193,тения - увеличение точности измерения. Устр-во, реализующее данный способ, содержит исследуемый полупроводник (ПП) 1, одна сторона которого заземлена, а другая покрыта диэлектрическим слоем 2, толщина которого меняется от нуля до заданной величиныв процессе производства, а также измерительный электрод 3, расположенный вблизи поверхности ПП 1 и соединенный с измерителем 4 потенциала.Сущность данного способа заключаетсяв измерении потенциала ноля зарядадиэлектрического слоя 2 для различныхего толщин, Для увеличения точностиизмерения по данному способу вначалеизмеряют потенциал поля заряда чистой поверхности ПП 1, а затем по заданной Ь-ле рассчитывают распределение объемного заряда. 2 ил.Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использавано для измерения распределения объемного заряда в дкэлектричес 5ком слое структуры диэлектрик - полупроводник,Цель изобретения - увеличение точности измерения,На фиг, 1 пркведена структурнаяэлектрическая схема устройства, реализующего способ определения распределения объемного заряда в структуре;на фиг, 2 - энергетическая диаграммасистемы полупроьодник дилектриквоздух - измерительный электрод.3 стройствс. реализующее способ определения распределения объемного заряда в структуре диэлектрик - полупро водник, содержит исследуемый полупроводник 1, одна сторона. которого заземлена: диэлектрический слой 2, которым,покрыта противоположная сторона полупроводника и толщина которого меняется ат нуля до заданной величины в1 эпроцессе производства, измерительныйэлектрод 3, расположенный вблизи поверхности полупроводника (диэлектрика) и измеритель 4 потенциала, соединенный с измерительным электродом,ЗОСпособ определенк:.;: распределенияобъемного заряда в структуре диэлект"рик - полупроводник заключается в следующем,Бесконтактным компенсационным методом (фиг. 1) измеряют потенциал 11, З 5возникающий между поверхностью полупроводника 1, еще непокрытого диэлектрическим слоем, и измерительным электродом 3, термодинамическая работа выхода Е которого известна, Далее определяют абсолютный изгиб приповерхностных зон у полупроводника 1(фиг. 2) по выражению1Ц =- (Е +Е -д Е- Е ) -11с ом Ок первую компоненту зарядаЦ (0) =2 /3 чп Д 1 (е 1) + (е1) ++О- -)у 3 Ц (2)Па данному способу, а также по из Омерению вольтфарадных характеристики определению заряда аналогичных образцов, установлено, чта плотностьобъемного заряда, возникающего в диэлектрическом слое на границе с полупроводником, по абсолютной величиьеравна плотности расчетного зарядаЦ(О) в приповерхнастном слое полупроводника, но с против сложным знаком.Бр - 15 р0 (а)=Е (4)в(а -а )аЕ Е 1 Егде 0(аа,Абсолютный знак заряда 0 (а) определяется изменением (увеличением или уменьшением) йБ(а) /йа. Формула и з обре т е н и я Способ определения распределения объемного заряда в структуре диэлект рик - полупроводник, включающий измерение потенциала поля заряда диэлектрического слоя для различных его толщин, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чта, с целью увеличения точности измерения, измеряют потенциал поля заряда чистой поверхности полупроводника а респределение объемного заряда рассчитывают по формулеЯ(а) =2/Зсп; СЗ (е - 1)+Л(е - 1)+), 1 С 3-3 -1Р (а - а, )а ф где- степень легирования полупроводника;Ч - заряд электрона;п, - собственная концентрацияэлектронов полупроводника; У=ВТ - нормализованный поверхностный потенциал полупроводника; ц=-(Е +1о +Е -дЕЕм) 1 о изгиб приповерхностных зонполупроводника;постоянная Бальцмана;абсолютная температура полупроводника; Объемный заряд Ц (а ), образовавшийся в диэлектрическом слое толщиной а, связан с компенсационным методом измеренным напряжением (потенциалом) при заданных толщинах диэлектрического слоя (плотность заряда на внешней поверхности диэлектрического слоя изза его незначительной. величины не учитывается) следующим выражением;,ях)=П, ---хахих. (З)о вПри окислении полупроводника получают разные величины 0(а), т.е, измеряют напряжение 11(а) прк разных толщинах диэлектрического слоя и, продифференцировав выражение (3) Ко считаем постоянной величиной), полу- чают:(а -Составитель П.СавельевРедактор С.Пекарь Техред Л.Олийнык Корректор А.Тяск 48/42 Тираж 772НИИПИ Государственного комделам изобретений и о Москва, Ж, Раушска ка Подписноетета СССРрытийнаб д,113 оизводственно-полиграфическое предприятие, гУжгород, ул. Проектная,з148628 - энергия электронного средства;- измеренное значение потенциала для чистой поверхнос 5ти полупроводника и для ди- Оса.электрика толщины а,- ширина запрещенной зоны по"лупроводника; энергия между уровнем фермии потолком валентной эоны;работа выхода измерительного электрода;толщина диэлектрическогослоя после 1-го наращивания,1,2,31.(а=а),