Способ определения распределения электропроводности полупроводниковых структур

,"С.-1 -р 1 К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ но ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМГ 1 РИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ(71) Институт полупроводников АН УССРи Институт электродинамики АН УССР(56) ча 1 де 1 1.В, Веэ 1 этчту гпеаэогегпепт опдеггпапогп аког тгапэ 1 э 1 огв, - Ргос,Я 1, 1952ч. 42, р. 420-427.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР(57) Изобретение относится к полупроводниковому материаловедению и приборостроению и может быть использовано дляконтроля распределения электропроводности полупроводниковых структур, Цель изоИзобретение относится к области полупроводникового материаловедения и приборостроения и может быть использовано для контроля распределения электропроводности полупроводниковых структур.Цель изобретения - повышение достоверности путем определения распределения электропроводности по радиусу круглых полупроводниковых структур без разрушения структуры, а также расширение области применения путем измерения в области криогенных температур,На фиг,1 приведено расположение токовых и потенциальных зондов вдоль полупроводникового образца; на фиг. 2, 3 - теоретические кривые зависимости р ) =1 и - ; на фиг.4 - распределенЬ1 В бретения - повышение достоверности путем определения распределения электропроводности по радиусу круглых полупроводниковых структур без разрушения структуры, а также расширение области применения путем измерения в области криогенных температур, Цель достигается в результате использования взаимосвязи распределения электропроводности по радиусу в круглых полупроводниковых структурах с распределением напряжений между точечными потенциальными зондами, расположенными по окружности при пропускании тока через токовые зонды, расположенные на концах диаметра структуры. Изобретение может быть использовано при производстве полупроводниковых приборов методами микроэлектроники, когда необходима предварительная отбраковка структур, запускаемых в произеодстео.л ил 2 табл опротивления вдоль радиуса образца,Способ осуществляется следующим образом.Измерениесопротивленияводят при 300 иниковой гетдиаметром 33,6ставляет собойщего арсенида гкоторую нанесеА=0,47 мкм. Изды из медной прприпаивают инаметр пайки непо окружности кковые зонды р распределения удельного р по данному способу про К на круглой полупроводероструктуре Ое-СаАэмм. Гетероструктура пред- пластину иэ полуизолируюаллия толщиной 300 лкм, на н слой германия толщиной мерительные точечные зоноволоки диаметрол 1 0,07 л 1 м дием к пленке германия (диболее 0,5 мм) и располагают руглой структуры (фиг.1), тоасполагают на концах диа 1624354напряжение на потенциальных зондах при угле ср ,- величина тока, протекающего через образец между токовыми зондами;30 В - 10 Ом и В" = 10 Ом - масштабнаяз н 4величина сопротивления при 300 и 77 К соответственно. Экспериментальные значения О 1 и 1(р ) приведены в табл.1 и на фиг.2 и 3 для Т = 300 и Т = 77 К соответственно (обозначены точками), Теоретические кривые на фиг,2 и 3 получены на основе решения задачи о распределении электрического поля в круглой пластине, состоящей иэ трех круговых слоев, электропроводность которых равна д 1, стг и из от края пласти ны к центру соответственно. Теоретическая кривая на фиг,2 соответствует отношениям Яг =- 0261-0,3 и ЯЗ- РФ=0,4 дляТ" 30045 К, а теоретическая кривая на фиг.3 - Яг = 0,4 и Яз - 0,4 для Т 77 К.Экспериментальные значения напряжения О 1 на потенциальных зондах и значения функции 1(р) = полученные для 50Ойразличных температур Т.При сопоставлении теоретической кривой с экспериментальными значениями смещение ЛЬ = 1(р )-и, где О 1О 1 55РКЕ 1- потенциал на внешнем слое образца;р в - сопротивление на квадрат внешнего слоя, равно Ь Ь-0,25 и Ь Ь-0,3 для Тметра структуры (точки А и В), неподвижный потенциальный зонд располагают на конце перпендикулярного диаметра (точка С), подвижный потенциальный зонд последовательно перемещается по точкам А, А 1, АгА.",А 7. Вследствие того, что удельное сопротивление подложки ОаАз (при 300 К, р - 10 Ом см) превышает сопротивление слоя германия при 300 К, р-ОЛ Ом см), поле в образце определяется только электрофизическими параметрами пленки. Расположенные по диаметру структуры паяные зонды позволяют производить измерения от комнатной до криогенных температур, что не удается при использовании прижимных зондов, вследствие значительного увеличения контактного сопротивления при криогенных температурах.Через образец пропускают ток= 1 мА при Т = 300 К и= 100 мКА при Т = 77 К и измеряют напряжение на потенциальных зондах при последовательных положениях подвижного зонда в точках А, Аг,АьА 7 (фиг. 1, табл.1). Для различных значений угла р, где р = 2. АОА определяют значение функции (Р) = и1 где О,О 5 10 15 20 25 300 К и Т = 77 К соответственно, По величине Ь Ь находится значение удельного сопротивленияе д 1 внешнегослоя поформулер 1 = В д Е, гдед - толщина пленки германия. Так как тат =рдр = Яг идзумо =Р 1/рз =Из, то удельное сопротивление второго и третьего слоЯ опРеделЯетсЯ по фоРмУлам Рг =Р 1/Я и рз =Р 1/Яз соответственно. Значения р 1, рг и рз для Т=ЗОС КиТ=77 К приведены в табл,2. Графики определенного данным способом распределения р вдоль радиуса образца, приведены на фиг.4 (кривая 1 для Т = 306 К, кривая 2 для Т = 77 К).Технико-экономические преимущества данного изобретения по сравнению с известным состоят в том, что возможно определение распределения электропроводности структуры беэ ее разрушения в широком диапазоне температур, включая область криогенных температур, что позволяет испольэовать структуры с известным распределением электропроводности для приборостроения. В результате достигается повышение процента выхода годных приборов, экономия технических и трудовых ресурсов, удешевление готовой продукции в условиях массовоо производства.Формула изобретения Способ определения распределения электропроводности полуг роводниковых структур, состоящий в том, что пропускают ток между токовыми зондэми, и измеряют напряжение между потенциальными зондами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности путем определения распределения электропроводности по радиусу круглых полупроводниковых с.руктур без разрушения структуры. расширения области применения путем измерения в области криогенных температур, на круглой полупроводниковой структуре располагают по окружности точечные потенциальные зонды, на концах диамегра структуры располагают два точечных токовых зонда, один из потенциальных зондов располагают на оси симметрии токовых зондов, а другой перемещают по окружности между одним из токовых и потенциальным зондом, определяют зависимость и =Ю(р),Вгде О - напряжение на потенциальных зондах, соответствующее а- ток, пропускаемый через токовые зонды;В" - масштабная величина сопротивления,,о % Он с 1 О, г.м к,вг мм р - угловой размер дуги между токовыми и движущимся потенциальным зондами, а определение распределения по радиусу электропроводности полупроводниковой структуры осуществляют путем сравнения экспериментально определенной зависимости 1 ф )с теоретической номограммой.