Способ определения подвижности носителей заряда Советский патент 1986 года по МПК H01L21/66 

1 1 Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для контроля параметров полупроводников, в частности для определения дрейфовой подвижности носителей заряда. Цель изобретения - повьпиение точности, оперативности и обеспечение неразрушающего контроля. На фиг. 1 приведена схема реализа ции способа; на фиг. 2 показаны зонные диаграммы структуры полупроводник - диэлектрик для случая Vj. 0; на фиг. 3 - для случая V- 0; на фиг. 4 показана зависимость переходного тока I(t) от времени t. На фиг. 1 приняты следующие обозначения: генератор 1 импульсов, выходное сопротивление 2 генератора импульсов, источник 3 постоянного смещения, металлический электрод 4. диэлектрик 5,(полупроводник 6, колл кторный электрод 7, входное сопротивление 8 измерительного прибора. На фиг. 2 и 3 приняты обозначения напряжение смещения V , дно зоны про водимости Е, дно валентной зоны Еу, уровень Ферми F. Пример. Определяли дрейфовую подвижность электронов в структуре Me - SiOj - Si на основе высокоомного кремния с удельным сопротивлением р 2-Ю Ом «см. Толщина SiOj, состав ляла 0,2 мкм. Толщина кремниевой 19.1 подложки 210 мкм, площадь структуры 310 СМ. Напряжение смещения V варьировалось от 3 до 6 В. На фиг. 4 приведена экспериментально полученная зависимость переходного тока от времени при подаче импульсов напряжения. В начале переходного процесса имеется острый пик, обусловленный емкостным возмущением. Второй пик соответствует времени прихода переднего фронта пакета носителя заряда к коллекторному электроду (26 не). Дальнейший медленный спад обусловлен истощением заряда в обогащенном слое кремния. Дрейфовую подвижность носителей заряда вычисляли по формуле где а - коэффициент, равный 1 для токов, не ограниченных пространственным зарядом, и а %0,78 для токов, ограниченных пространственным зарядом; - время прихода переднего фронта пакета носителей заряда к коллекторному электроду} L - толщина полупроводника. При а 0,78 вычисленное значение дрейфовой подвижности носителей заряда равно /Kj 1320 .

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДВИЖНОСТИ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА, основанный на создании двух электродов на исследуемом образце, один из которых является коллекторным, а второй инжектирующим, приложении к электродам импульсов напряжения, регистрации переходного инжекционного тока и определении дрейфовой подвижности носителей заряда расчетным путем, отличающийся тем, что, с Целью повышения точности, оперативности и обеспечения неразрушающего контроля, второй электрод выполняют в виде двухслойной структуры, состоящей из диэлектрического слоя толщиной от О,1 до 1 мкм, покрытого пленкой металла, к электродам прикладывают пог стоянное напряжение, имеющее величину и полярность, обеспечивающую создание слоя обогащенного носителями заряда у границы раздела полупроводник - диэлектрик.

7/Tf/f7//7/

EV

//

/////////

0(1)

F

v

0.8

0.6