Способ исследования полупроводниковогоматериала

Оп ИСАН И ЕИЗОЬРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 37993 Союз Советскик Социалистическив РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 27. Х.1969 ( 1372671/26-25) с присоединением заявок1372676/26-25, 1372677/26-25, 1372678/26-25, 1 372679/26-25, 1372680/26-25Приоритет МПК б 01 г 29/00Н 011 700 Комитет по деламизоооетений н открытий УДК 621,315,592:537.311 ,33(088,8) Опубликовано 19.Х,1971. Бюллетень31Дата опубликования описания 22.Х 11.1971 при Совете Министров СССРАвторизобретения Э. Э. Клотыньш физико-энергетический институт АН Латвийской ССРЗаявитель СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО МАТЕРИАЛАИзобретение относится к физике и технике полупроводников, а именно к способам исследования физических свойств полупроводниковых материалов, что необходимо для определения области их применения.Исследование полупроводниковых материалов путем определения изменения их уделыного сопротивления в магнитном поле, или холловской подвижности, или коэффициента Нернста - Эттингсгаузена, или эффекта Холла, или дифференциальной термо-э.д,с., или удельной электропроводности материала хорошо известно и широко применяется при исследовании физических свойств полупроводниковых материалов. Однако с помощью этих способов трудно всесторонне исследовать полупроводниковые материалы в широком интервале физических свойств, например концентрации носителей заряда, или степени компенсации и т. д.Цель изобретения состоит в том, чтобы исследовать характеристики полупроводниковых материалов, например магнетосопротивление, холловскую подвижность, коэффициент Нернста - Эттингсгаузена, эффект Холла, дифференциальную термо-э.д,с., удельную электропроводность в широком интервале физических свойств.Поставленная цель достигается тем, что после исследования характеристик в образце полупроводникового материала характеристи ки в широком интервале физических свойст этого материала исследуются с помощью мно гократной диффузии быстродиффундирующи 5 примесей, например меди, натрия, лития,данный полупроводниковый материал. С по 1 мощью диффузии легко управлять концентрацией вводимой примеси, используя температурную зависимость растворимости примеси в 10 полупроводниковом материале. Следовательно, изменяя температуру диффузии, можно управлять физическими свойствами полупроводниковых материалов.Диффузию проводят до тех пор, пока полу проводниковый материал не станет однородным, т. е. достигается предел растворимости данной примеси при выбранной температур диффузии во всем объеме полупроводникового материала. После диффузии полупроводнико 20 вый материал быстро охлаждают, чтобы сохранилось равномерное распределение приме си в объеме материала, характерное для температуры диффузии.После каждой диффузии исследуются соот ветствующие характеристики полупроводникового материала. В том случае если необходимо исследовать свойства полупроводникового ма териала с градиентом примеси, время диффу зии при данной температуре уменьшают ил 30 поддерживают градиент температуры на полу 3179933проводниковом материале во время диффузии.Исследование магнетосопротивления при 150 К в арсзниде галлия с помощью многократной диффузии меди.В исходном образце и-типа арсенида галлия 1, магнетосопротивление было 0,55/,. Проведя в образце 1, при 853 К диффузию меди, получили образец р-типа 1 с магнетосопротивлением 0,73/о. Проведя в образце 1 диффузию меди при 923 К, получили образец р-типа 12 с магнетосопротивлением 0,67/о. Проведя в образце 1, диффузию меди при 1023 К, получили образец р-типа 1 з с магнетосопротивлением 0,62 О/д. Проведя в образце 1 з диффузию меди при 1123 К, получили образец р-типа 1 с магнетосопротивлением 0,38%. Проведя в образце 14 диффузию меди при 1223 К, получили образец р-типа 1 з с магнетосопротивлением 0,15/о.Таким образом, сочетая исследование магнетосопротивления с многократной диффузией меди на основе одного исходного образца, можно исследовать магнетосопротивление в арсениде галлия в широком интервале физических свойств.Кроме того, экономятся средства, так как вместо шести образцов с примерным весом 2,4 г фактически используется один образец с весом 0,4 г.Исследование холловской подвижности при 300 К в арсениде галлия на основе исходного образца и-типа 1, с помощью многократной диффузии меди,В исходном образце и-типа арсенида галлия 1 о холловская подвижность была 2470 см 2/ /в сек. Проведя в образце 1, при 973 К диффузию меди, получили образец и-типа 1 с холловской подвижностью 1700 смз/в сек. Проведя в образце 1 диффузию меди при 1023 К, получили образец р-типа 12 с холловской подвижностью 76 см 2/в сек. Проведя в образце 1 з диффузию меди при 1123 К, получили образец р-типа 1 з с холловской подвижностью 115 смз/в сек. Проведя в образце 1 з диффузию меди при 1223 К, получили образец 14 р-типа с холловской подвижностью 120 см 2/в сек,Таким образом, путем многократной диффузии меди в этом случае исследовали холлов- скую подвижность в широком интервале физических свойств.Исследование эффекта Нернста-Эттингсгаузена при 300 К в арсениде галлия путем многократной диффузии меди.В исходном образце и-типа арсенида галлия 1 О коэффициент поперечного эффекта НернстаЭттингсгаузена был - 1,1 10 - з ед, СГСМ. Проведя в образце 10 диффузию меди при 853 К, получили образец р-типа 1 с коэффициентом поперечного эффекта Нернста-Эттингсгаузена 7,5 10-з ед. СГСМ. Проведя в образц 1 диффузию меди при 023 К, получили образец р-типа 1, с коэффициентом поперечного эффекта Нернста-Эттингсгаузена 7,5 10 - з ед. СГСМ. Проведя в образце 1. диффузию меди при 1023 К, получили образец р-типа 1, с коэффициентом поперечного эффекта Нернста 5 ю 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4Эттингсгаузена ,1 ед. СГСМ, Проведя в образце 1, диффузию меди при 1123 К, получилиобразец р-типа 14 с коэффициентом поперечного эффекта Нернста-Эттингсгаузена 5,2 10 - 3ед. СГСМ. Проведя в образце 1. диффузиюмеди при 1223 К, получили образец р-типа 1;,с коэффициентом поперечного эффекта Нериста-Эттингсгаузена 3,3 10 - з ед. СГСМ.Таким образом, сочетая исследования эффекта Нернста-Эттингсгаузена с многократной диффузией меди на основе одного исходного образца, можно исследовать эффектНернста-Эттингсгаузена в арсениде галлия вшироком интервале физических свойств.Исследование арсенида галлия на основеодного исходного образца 1, при 300 К путемизмерения эффекта Холла и многократнойдиффузии меди.В исходном образце и-типа 1, коэффициентХолла составил - 2,98 смз/к; Проведя диффузию меди при 973 К, получили новый образеци-типа 1, с коэффициентом Холла 14,2 см/к.Проведя в образце 1 диффузию меди при1023 К, получили образец р-типа 1, с коэффициентом Холла 32900 см/к. Проведя диффузию меди в образце 12 при 1123 К, получилиобразец р-типа 1 з с коэффициентом Холла1200 смз/к. Проведя диффузию меди в образце 1 з при 1223 К, получили образец р-типа 1с коэффициентом Холла 297 смз/к.Таким образом, сочетая исследование эф.фекта Холла с,многократной диффузией меди,на основе одного исходного образца можно исследовать и коэффициент Холла в широкоминтервале физических свойств.Исследование дифференциальной термоэ.д,с. при 300 К в арсениде галлия путем мно.гократной диффузии меди,В исходном образце арсенида галлия и-типа1, дифференциальная термо-э.д.с была144 мкв/К. Проведя в образце 1 о при 973 Кдиффузию меди, получили образец и-типа 1с дифференциальной термо-э.д.с. 220 мкв/К.Проведя в образце 1 диффузию меди при1023 К, получили образец р-типа 1, с дифференциальной термо-э,д.с, 1180 мкв/К. Проведяв образце 12 диффузию меди при 1123 К, получили образец р-типа 1 з с дифференциальнойтермо-э.д.с. 1045 мкв/К. Проведя в образце 1 здиффузию меди при 1223 К, получили образец р-типа 14 с дифференциальной термо-э,д.с;870 мкв/К.Таким образом, сочетая исследование дифференциальной термо-э,д.с. с многократнойдиффузией меди, на основе одного исходногообразца можно исследовать дифференциальную термо-э,д.с. в арсениде галлия в широкоминтервале физических свойств,Исследование арсенида галлия при 300 Кна основе одного исходного образца 1, путемопределения удельной электропроводности имногократной диффузии меди,В исходном образце 1 о удельная электропроводность составила 827 омсм-, Проведядиффузию меди при 973 К в образце 1 о, полуЗаказ 347/17 Изд. М 1464 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 45 Типография, пр. Сапунова, 2 5чили образец п-типа 1 с удельной электропроводностью 111 ом - 1 см в ". Проведя в образце 1 диффузию меди при 1023 К, получили образец р-типа 1 з с удельной электропроводностью 0,0022 ом -см - т, Проведя в образце 1, диффузию меди при 1123 К, получили образец р-типа 1 з с уд льной электропроводностью 0,095 ом -см - 1. Проведя в образце 1 з диффузию меди при 1223 К, получили образец р-типа 14 с удельной электропроводностью 0,4 ом - т см - ,Таким образом, сочетая определение удельной электропроводности с многократной диффузией меди, на основе одного образца можно 6исследовать удельную электропроводность в,широком интервале физических свойств,Предмет изобретенияСпособ исследования полупроводниковогоматериала путем измерения характеристик ма-,териала, отличающийся тем, что, с целью измерения характеристик в широком интервалефизических свойств, например в широком ин 10 тервале концентраций носителей заряда, сте-,гени концентрации, измерение чередуют смногократной диффузией быстродиффундиру-,ющих примесей, например, меди, с последующим быстрым охлаждением,