Способ определения параметров неосновных носителей заряда в полупроводниках

) СССР (ГОСПАТЕНТ СССР ОСУДАР ЕДОМС Ж ЗВХОРСН СО 303 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК(71) Ереванский политехнический институтимКМаркса(56) Авторское свидетельство СССР й 1493023,кп, Н 01 21/66, 1988.(54) СПОСОБ ОПРЕ,ДЕЛЕНИЯ ПАРАЬ 1 ЕТРОВНЕОСНОВНЫХ НООЛЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ(57) Изобретение относится к метрологии злектрофизических параметров полупроводников.Цепь изобретения - повышение точности и упрощение способа определения параметров неос(в) Я 3 (ы) 166 О 532(5 Ц б Н 01 Е 2166 новных носителей заряда (ННЗ) в полупроводниках Согласно способу образец, имеющий выпрямляющий контакт, облучают фиксированным значением длины волны из дпинноволновой области спектральной чувствительчости образца. Измеряют фототоки и емкости образца гри двух различных значениях напряжения обратного смещения на образце. Причем измерение фототока через образец осуществляют при отсутствии и наличии воздействия на образец магнитным полем, вектор индукции которого параллелен поверхности образца. Искомые величины хопловской подвижности ННЗ, времени жизни и диффузионной длины определяют расчетным путем ил.=0.026 В прк деляют время ДС -С граметров ффициент не влияет т, что порения, Отзмерения фициента я при этом ная;еская про 50 прямляюФ/см, е=6 см дл Изобретение относится к области полупроводниковой техники и может быть использовано для контроля параметров неосновных носителей заряда (ННЗ) в полупроводниковых материалах, используемых для изготовления полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.Целью изобретения является повышение точности и упрощение способа определения параметров ННЗ.На чертеже представлена схема измерительной установки, реализующей способ,установка включает полупроводниковый образец 1, выпрямляющий контакт 2, полюса 3 электромагнита, источник 4 моно- хроматического света с фиксированным значением длины волны света, измеритель 5 фототока и измеритель б емкости.П р и м е р, Согласно способу измеряют параметры ННЗ и в и-базовой области с дельным сопротивлением 250 Ом см) кремниевого р - п-перехода, полученного путем диффузии глубиной порядка 0,2 мкм, Образец помещают в зазор между полюсами электромагнита постоянного тока со значением индукции В = 1,776 Тл таким образом, чтобы вектор индукции был параллелен поверхности образца.. При освещении полупроводниковой структуры с выпрямляющим контактом (р-иПо формуле определяют холловскую подвижность ННЗ 1- 3 С -С 1, н 1 2- 1 Ь 1-Д ДС-Св 1 2 1 е/2 в1/2ичина р =. 371 Я см /Вс,формуле определяют диффузиоННЗ где я о - диэлектрическая постояне- относительная диэлектричницаемость полупроводника;5 - площадь поверхности вьщего контакта,с учетом того, что е о =- 8,8510=-11,8 для кремния и Я = 0,10173 переход, барьер Поттки) в длинноволновой области спектральной чувствительности, когда выполняется условие а щ 1, где а - коэффициент поглощения света, а - ширина 5 обедненной области выпрямляющего контакта, генерируются неосновные носители заряда, которые создают фототок короткого замыкания,Освещают образец монохроматическим светом длиной волны 1 мкм (при этомз -а= 5,7 10 мкм, и выполняется условие а а 1), Подаю-, напряжение обратного смещения 01= 1 В и измеряют соответствующее значение барьерной емкости С 1 фото- токакороткого замыкания при отсутствии магнитного поля. Воздействуют на образец магнитным полем. Под действием магнитного поля, вектор индукции которого параллелен поверхности образца, ННЗ диффундируют к выпрямляющему контакту под углом Холла относительно нормали к поверхности выпррмляющего контакта, Регистрируют фототок ;ь короткого замыкания при воздействии магнитного поля.Затем повторяют измерения (измеряются СООтВЕтСтеуЮщИЕ ВЕЛИЧИНЫ С 2, 2 И 2 о) ПрИ значении напряжения обратного смещения 02 = 5 В. Полученные значения приведены в 30 таблице,данного образца, диффузионная длина Нсоставила= 92,1 мкм.Определяют также время жизни Нпо формулестогде М - постоянная Больцмана;Т - температура образца;о - заряд электрода;г - Холл-фактор,Принимая г - 1,18, а КТцкомнатной темпеоатуре, опрежизни ННЗ т= 10,4 мкс,В способе определения паННЗ согласно изобретению коэотражения света от поверхностина измеряемые величины р, ,зволяет повысить точность измепадает также необходимость испектральной зависимости коэфпоглощения света а, поддерживадиффузионную длину дс -с гс Т 1-РТ г1 по формуле постоянным интенсивность света, что приводит к упрощению способа, Установка для реализации предлагаемого способа также упрощается, так как вместо монохроматического источника с перестраиваемой длиной 5 волны света применяется источник с одним фиксированным значением длины волны, света. Применение в составе установки для реализации способа измерителя емкости10Формула изобретенияСПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НЕОСНОВНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ, включаю щий облучение образца, имеющего выпрямляющий контакт, монохроматическим светом из длинноволновой области спектральной чувствительности образца, измерение фототока через 20 образец при отсутствии и при наличии воздействия на образец магнитным полем, вектор индукции которого параллелен поверхности образца, определение искомых параметров расчетным путем, отлича,ощийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения способа, дополнительно подают на образец напряжение обратного смещения, измеря ют фототоки и емкости образца при двух различных значениях напряжения обратного смещения на образце и вычисляют холловскую подвижность р поформуле 35 позволяет совместить предлагаемый способ измерения параметров ННЗ с широко распространенными в настоящее время Вольт-Фарадными методами измерения параметров полупроводников, что дает воэможность произвести контроль широкого класса параметров полуп ро водников (и рофиль распределения примесей, подвижность, диффузионная длина, время жизни ННЗ),время жизни г по формуле 2 т кт р Ф(1 Г где В - индукция магнитного поля; р = 1112, 1 и 12 - фототоки черезобразец при двух различнь;х значениях обратного смещения Ч 1 и У 2 на образце соответственно, без водействия магнитного поля на обр, - зец;Ро= 1 в/12 в, 11 ь и 12 ь - фототоки черезобразец при двух оазличных значениях обратного смещения Ч; и Ч".на образце под воздействием магнитного поля соответственно;С 1 и С 2 - емкости структуры придвух различных значениях обратного смещения У, и Ч 2 на образце соответственно;ео - диэлектрическая постоянная;г - относительная диэлектрическаяпроницаемость полупроводника:5 - площадь поверхности выпрямляющего контакта;К - постоянная Больцмана;Т - температура образца;заряд электрона;г - Холл-фактор,