Способ определения параметров энергетических уровней в полупроводниках и гетероструктурах

(71) Институт радиотехники и электроники АН СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАИЕТРОВЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УРОВНЕЙ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ И ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ(57) Изобретение касается контроляэлектрофизических свойств материало ласти ойств сится кическихбыть исп изовано зич еси нтроловодни в- повь возмож ние ости иэ малыми сопроременные ажены и Ю) оГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ЮНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТИзобретение отноконтроля электрофизматериалов и можетдля исследования иких параметров полуг етер остр уктур,Цель изобретенияности и обеспечениемерений для структуртивлениями утечки,На чертеже изобрзависимости заряда,801629 1 А 1 и может быть использовано для исследования и контроля физических параметров полупроводников и гетероструктур. Целью изобретения является повыщение точности и обеспечение возможности измерений для структур с малыми сопротивлениями утечкиК образцу прикладывают обедняющее напряжение в течение времени. Образец пере-.Аключают ст источника напряжения к измерительной схеме и измеряют величину стекающего заряда, Повторяют процесс измерения заряда после приложения к образцу обедняющего напряжения в течение вр.емени , Определяют заряд ДЧ, стекающий с образца, зал Лвремя = Л - с, . Определяыт зависимости 5 Ч (Ьб) при нескольких фиксированных значениях температуры, по которым рассчитывают искомые параметры. 1 ил. Для случая2 о (Ьс = а - С = Л ), завйсимостп получены пр исследовании структуры Б-С-пВ 1: кр вая 1 при температуре Т = 320 К, кр вая 2 при Т = 295 К,=илиЛ Лпри- О для кривых 1,А (л )ФЯ Д /Ъили 2 соответственно.П р и м е р. Для реализации способа было разработано и изготовлен устройство, в котором операцию пер ключения образца от источника найр женив к измерительной схеме (на осве ойерационного усилителя) выполняют микросхемы КР 590 КН 2. Устройство позволяет изменять длительность зарядки образца от м 10 до 10 с.5 Чувствительность к изменению заряда не хуже л. 10 Кл.(ЬЭСпособ используется для исследо- вания структуры И 1-С-пЯ 1 с толщиной 10 диэлектрического слоя С 300 й. Измерения проводят при амплитуде обедняющего напряжения Ф 0,1 В. Длительность приложения напряжения меняется от 10 до 10с. После переключения образца от источника напряжения к измерительной. схеме измеряют величины стекающих зарядов Чи Чпри длительности приложения обедняющегол Л напряжения соответственнои- 2 С, и находят заряд ДЧ = Ч - ЧНа чертеже приведены полученные зависимости ДЧФ; ) = Ч(2) - Ч (И) при Т = 320 К и Т = 295 К (площадь электродов составляет 2 ф 1(Г см), 25 Заряды Ч и Ч измеряют через промежуток времени10с после снятия об едняющег о напряжения, и подключения образца к измерительной схеме, При-3 временах измерения более 10 с величины зарядов Чи Ч практически не изменяются, а при уменьшении времен регистрации зарядов (после значений 5 10 с) наблюдается резкий спад значений Ч и Ч . Это свидетельству 35 ет о расположенйи глубоких уровней на границе раздела С-пБ 1 в исследуемой структуре. Энергетическое положение 6 Е глубокого уровня и сечение . захвата сна него электронов находят из соотношения;1 п( с )1 п(ВСЯКА 7) - 1 Тгде Т - значение .температуры, при л которой найдено значение1 п 2 ф(тивная плотность состояний в зоне проводимости 81; Ч - тепловая скорость электронов, Е - постоянная Больцмана, ЬЕ - энергетическое положение глубоких уровней относительно дна зоны проводимости, Для исследованной структуры ЬЕ л 0,49 эВ, а ( ф 1,410 смф .Формула изобр етенияСпособ определения параметров энергетических уровней в полупроводниках и гетероструктурах, включающий подачу на образец напряжения для изменения заполнения уровней, регистрацию временньк и температурных зависимостей заряда, стекающего с образца в задаваемые промежутки времени, и расчет параметров уровней с использованием зарегистрированных зависимостей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и обеспечения возможности измерений для структур с малыми сопротивлениями .утечки, изменение заполнения уровней осуществляют за счет приложения к образцу обедняющего напряжения в течение времени С, затем отключают напряжение и определяют величину стекающего заряда Ч, потом повторяют процесс измерения и определяют заряд Ч после приложения к образцу обедняющего напряжения той же амплитуды и длительностью г у находят разность ДЧ = Ч - Ч затем повто.Я фряют весь цикл измерений при разных длительностях приложения обедняющих напряжений, а временные и температурные зависимости регистрируют дляразности зарядов ДЧ.1629931 ваш у Ъя Составитель В.Пономареа Техред Л.Кравчук Корректор О,Кравцова Бугре т аз НИИПИ дар оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагари Тираж 364енного комитета по изоб13035, Москва, Ж, Ра Подписноеениям и открытиям при ГКНТ ССС кая наб., д, 4/5