504516

О П И С А Н И Е 5 о 4516ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ Союэ Советских Со 9 юалистических Республик(6) оиолнительный и патенту 5.01,71 (21)1614630/26-219.01.70 (31) 3771,(51) М. Кл,6 01 Я 31/О Н 01 (. 21/6 2) Заянл 2) Приори Гасударственный комитет Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий) Дата О Иностранец Джон Александер 1(опела72) Автор,; изобретения Иностранная фирма Вестерн Электрик Компанидает ю при гут тем телеи.конИзобретение относится к полупроводниковой технологии, в частности к измерению профилей распределения примесей вполупроводниковых пластинах.о Известен способ определения профиляраспределения примеси полупроводниковойпластины путем создания диода на поверхности пластины, приложения напряженияобратного смещения, пропускания переменного тока через диод и измерения напря-. ржений первой и второй гармоник на диоде.Напряжение первой гармоники пропорционально глубине обедненного слоя диода,а напряжение второй гармоники пропорционально величине, обратной концентрации 5на границе с обедненным слоем,Однако предлагаемый способ не возможности измерять концентраци.месей глубоких уровней, которые м ионизироваться при работе диодов и самым повышать концентрацию нос Бель изобретения - определение центрации примеси глубокого уровп полупроводниковых пластинах.Для этого по предлагаемому способуна полупроводниковой пластине создаютдиодную область с электронным барьером,прикладывают к диоду напряжение обратного смешения, пропускают через диодпеременный ток, снимают с диода напряжение и определяют разность фаз снятогос диода напряжений и опорного сигнала,причем указанная разность фаз пропорциОнальна концентрации примеси глубокогоуровня на краю обедненного слоя.На фиг. 1 схематически изображеноустройство для измерения концентрациипримеси глубокого уровня в полупроводниковой пластине; на фиг. 2 - зависимостьфазового сдвига (ордината) от расстрния (абсцисса) и измерительном устройстве, изображенном на фиг, 1,На фиг. 1 изображена часть полупро-.водниковой пластинки 1, которая былалегирована примесью, Проводимость пластины определяется плотностью легирования, которая, в свою очередь, определяется концентрацией мелкого уровня пластины. Профиль легируюшей примеси можноойределить способом, описанным в патен-те. Кроме того, часто нужно определитьпримеси глубоких уровней в пластине, иустройство изображенное на фиг. 1, предназначено для этого, 5На поверхности пластины создают серию контактов 2 с барьером Шоттки,вследствие чего полу иют ряд диодов Эс барьером Шоттки,Диод имеет обратное смещение, ооес рпечиваемое переменным источником постеяниого тока 4, в результате чего подконтактом 2 образуется обедненный слой,имеющий край или границу 5.От источника сигнала б переменный 15ф ток с частотойтечет через резистор,фильтр 7, удваивающий частоту тока, идиод, Высокочастотный дроссель 8 и конденсатор 8 разделяют и изолируют токовыецели по постоянному и пере,енному току. оОНапряжения с частотой второй гармоникиподаваемого сигнала возникают на диодеот переменного тока, Напряжение второйгармоники снимается с диода через фильтр10 и посылается на фазовый детектор 11, МНапряжение первой гармоники или основноенапряжение снимается через фильтр 12 ипосылается на самописец в прямоугольныхкоординатах 1.3, Амплитуда напряженияпервой гармоники с фильтра 12 пропорциональна глубине обдненного слоя и используется поэтому для управления координатойсамопйсца в координатах )-ЦОтносительная фаза опорного синусоидального выходного сигнала определяется 3посредством подачи части сигнала с частотойна удвоитель частоты 14, генерирующий опорный сигнал с частотой 2который затем посылается на фазовый детектор 11. Фазовый детектор 11 генерирует выхсдное напряжение, пропорциональное разности фаз синусоидального тока сфильтра 10 и опорного синусоидального тека с удвоителя частоты 14, которая, всвою очередь, пропорциональна фазовомусдвигу напряжения второй гармоники на диоде и вычерчивается самописцем по осиХПеременная составляющая заставляеткрай 5 обедненного слоя колебаться, Приэтом он ионизирует глубокие донорные уров ни, которые изменяк.т емкость на обедненном слое, вследствие чего меняется фазовый сдвиг полученного напряжения относительно приложенного тока.Степень измерения этой емкости н возни-ф 5каюший вследствие этого фазовый сдвиг пропорциональны концентрации глубоких уровнейпримесей в гдастине.Даже при отсутствии глубоких примесныхуровней пк сс тся фазовый сдвиг напряжения60 относительно пропущенного тока, изменяющегося при изменении толщины обедненного слоя. Кривая 15 1 см, фиг. 2) представляет собой типичное изменение фазового сдвига в зависимости от расстояния в пластине, свободной от глубоких примесных уровней, Кривая вычерчивается при изменении смещения, осуществляемого изменяемым источником напряжения 4. По мере увеличения напряжения смещения толщина,обедненного слоя увеличивается и край Ь перемешается по пластинке. По координате Х задается место нахождения края 5, и по мере увеличения расстояния Х фазовый сдвиг Цкак правило, увеличивается, так, как уменьшается емкость на обедненном слое. Точный вид кривой 15 зависит частиччо от параметров пеги, и нужно снимать кривую на первом этаге, до того как использовать схему для определения кощентраций глубоких примесей.Кривая 16 является типичной для фазовых сдвигоь нагряжений, соответствующих пластинке, имеющей значительную концентрацию примесей. Разность фазовых сдвигов между кривыми 16 и 15 на любом растоянии пропорциональна концентрации примесей глубокого уровня в этом месте.Изображенные конкретные фазовые сдвиги означают фазовый сдвиг получаемого напряжения второй гарп оникн относительно про пускаемого тока.Фазовые сдвиги полученных напряженйй первой гармоники также пропорционгльны концентрации глубоких примесей, но их труднее использовать вследствие того, что эти фазовые сдвиги мечьше, Фазовые сдвиги полученных напряжений второй гармоники, как правило, в 10-100 раз больше фазовых сдвш ов напряжений первой гармоники.Формула изобретения1. Способ определения концентргции примесей в полупроводниковых пластинах, содержащих, по крайней мере, один р-п-перехоп путем создания обедненного слоя :.риложением напряжения смешения к переходу и пропускания через -л -переход переменного тока 2-ой гармоники, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью определения концентрации носителей глубоких примесных уровней, на краю обедненного слоя измеряют разность фа " .ременного тока, прошедшего через -а-пе оход, и тока, приложенного к переходу, по которой судят о концентрации примесей,5045 Е тиньмеяют толинну оСедеоо слопутем изменения нвнряження сменеия лр-йпереходе. 90 50 итель В. УтехинаМ. Левипкая Корректор С. Болдижв Сос Редактор Т. Иванова Тех029 1 ного комитета С чвм изобретений Ж, Рвушская ос С:ССР и открнвб иливл ППГ фГ,атентф, г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 2.Способ по п.1, отличающийс я тем что . целью определения коцентрации примесей на различной глубине нлвсаказ 178 Тираж 1 ШИИПР Государстве по д 113035, Москва, тв Министро