Способ определения типа катодного контакта в диодах Ганна с омическим анодным контактом Советский патент 1983 года по МПК H01L21/66 G01R31/26 

Ь

:п

а: Изобретение относится к области контроля в электронной технике и может быть использовано для определения типа катодного контакта при изготовлении диодов Ганна. Известен способ определения омичности оптически прозрачного контакта фоторёзистора, заключающийся в. измерении и анализе вольтамперной характеристики (ВАК) упомянутого контакта при изменении полярности приложенного напряжение И Недостатком известного способа являетсй то, что он обладает низкой достоверностью, так как ВАХ анализируется визуально, а следовательно, некачественно. Известен также способопределения типа катодного .контакта диодов Ганна с омическим анодным контактом, включающий измерение разности потенциалов между анодным и катодным контактами и протекающего через,диод Ганна тока/ получение вольтамперной характеристики (ВАХ) по этим измерениям при прямой и инверсной полярности приложенного к диоду Ганна напряжения, к определение типа контакта по симметрии ВАХ при прямом и инверсном напряжении. Если полученная такмгл образом ВАХ симметрична, то катодный контакт диода считают омическим. Есл же при инверсии смещения ВАХ имеет ассиметричный вид, то катодный контакт вчитают контактом типа барьера Шоттки 23 . Недостатком этого способа является трудность точной оценки степени симметрии, что позволяет судить о типе катодного контакта только каЬественно. Цель изобретения - повышение точ ности определения типа катодного контакта в диодах Ганна. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения типа катодного контакта в диодах Ганна с омическим анодным контактом включанндем измерейие разности потен циалов между анодным и катодным кон та;ктами, диод облучают светом со стороны катодного контакта и опреде ляют тип контакта по наличию фотоЭДС между анодным и катодным контак тами, .причем Я лежит в пределах, 0,63 Д 0,85 мкм, гд€ Я - длина волны облучающего све , - та, Способ осуществляют следующим образом. . Арсейидгаллиевую полупроводниковую структуру диода Ганна облучают со стороны катодного контакта сфоку сированным лучом света с длиной вол ны 0,63-0,85 мкм« При взаимодействи света с образцом в результате погло щения фотона возникает электроннодырочная пара, носители заряда которой,, при наличиир-П-перехода (случай не омического катодного контакта) под действием его внутреннего поля движутся в противоположные направления: дырки - в р-область, электроны - вм-область. Разделение зарядов пр11водит к возникновению разности потенциалов . ФотоЭДС измеряют между анодным и катЬд-; ным контактом диода Ганна, и по ее наличию судятО типе катодного контакта. На основе данных эксперимента можно судить о диапазоне длин волн облучения, а также работоспособности предлагаемого способа. Исследовались диоды Ганн, изготовленные на основе арсенидгаллиевой эпитаксиальной структуры типа И - « с концентрацией доноров .в п -области 2-410 см , толщиной И области 8-10 мкм. Технология изготовления контактов указанных диодов включала создание катодного контакта типа барьера Шоттки, ВАХ -которого не симметрична, и заведомо омического анодного контакта. В качестве источника света использовался лазер ЛГ-52-1 с длиной волны 0,63 мкм, диаметром луча «-400 мкм, мощностью излучения «/8 мВт. Диод Ганна облучали со стороны катодного контакта сфокусированным лучом Лазера. Фото-ЭДС регистрировали между анодным и катодным контактами диода Ганна вольтметром постоянного тока. Измеренное значение разности потенциалов составляет 0,1 мВ. Известным способом исследовались диоды Ганна на основе трехслойной эпитаксиальной структуры арсенида галлия с концентрацией доноров и толщиной И; -области как и в рассмотрен.ных вьние диодах Ганна. Однако технология изготовления контактов включала создание омического как анодного, так и катодного контактов ВАХ которого симметрична при инверсии прияоженного к диоду постоянного напряжения. При облучении катодного контакта таких диодов фото-ЭДС не наблюдается, что подтверждает омичность катодного контакта и работоспособность способа. Описанные два типа диодов Ганна облучали светом регистрируемой длины волны и регистрировали фото-ЭДС. Рузультаты измерений представлены в таблице. Экспериментальные дайные под-,. ; твержда1от положительный эффект предлагаемого способа. Ограничение выбранного интервала длин волн значением Я О, 8 5 мкм (край полосы поглощения для арсенида галлия) связано с тем, что изменение энергии фотона в сторону больших длин волн от ука-

занного значения вызывает в арсениде галлия приместое и решеточное поглощение, которое не приводит к образованию новых носителей тока и, как следствие, фото-ЭДС возникать не ; будет. Ограничение выбранного интервала длин волн значением Я О,63 мкм связано с глубиной проникновения фотонов в образец. Так при ,63 мкм коэффициент поглощения (), т.е. глубина проникновения светового потока становится меньше.0,1 мкм. Если учесть, что толщина контактов диода Ранна л/ 0,2 мкм, то фотоны не достигнут перехода металл-полупровод,ник, и даже при наличии барьера Шоттки фото-ЭДС в системе регистрироваться не будет.

Таким образом, практическая pea-, лизация предлагаемого способа зат- i руднений не вызывает-. Так, например облучение может осуществляться лю- бым.лазером с длиной волны 0,850,63 мкм или монохроматором с диапазоном длин волн, включающем заданный интервал, а регистрация разности потенциалов за счет фото-ЭДС вольтметром постоянного тока.

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению со способом определения типа контакта по виду ВАК диода Ганна при прямом и обратном напряжении, приложенном к диоду, яв;ляётся повышение достоверсности определения типа катодного контакта по наличию фото-ЭДС, так как отсутствует неопределенность в оценке степени симметрии ВАХ. Это ускоряет процесс определения типа катодного контакта и позволяет повысить производительность способа за счет полной. автоматизации.

10

15

20

25

30

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПА КАТОДНОГО КОНТАКТА В ДИОДАХ ГАННА С ОМИЧЕСКИМ АНОДНЫМКОНТАКТОМ, включающий измерение разности потенциалов между анодным и катодным контактами, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности определения типа катодного контакта в диодах Ганна, диод облучают светом со стороны катодного контакта и определяют тип контакта по наличию фото-ЭДС между анодным и катодным контактами, причем к лежит в пределах 0,63 ( 0,85 мкм, где / - длина волны облучающего света.