Способ диагностики двумерной проводимости в полупроводниковых материалах Советский патент 1985 года по МПК G01R31/26 H01L21/66 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано в процессе производственного контроля качества полупроводниковых приборов и структур, при исследовании их свойств. Цель изобретения - сокращение времени, необходимого для диагностики двумерной проводимости, упроще ние процесса диагностики, На фиг.1 изображена Б-образная ВАХ образца, где участок А - Б соот ветствует низкоомному состоянию дан ного образца, т.е, состоянию с отри цательным сопротивлением; на фиг,2 две зависимости температуры СВЧшума Т Тщ - TO от тока, (Т температура окружающей среды), при этом крирая 1 соответствует первой зависимости, снятой при ориентации плоскости образца, совпадающей с направлением вектора СВЧ-шумового сигнала, а кривая 2 соответствует зависимости, снятой при ориентации ортогональной вышеуказанной. Способ осуществляется следующим образом. Сначала к образцу прикладывают постоянное злектрическое поле ве личиной 30 В (сЬиг.1). При зтом об разец переходит в низкоомное состоя ние, определяемое по ВАХ. Затем сни мают токовые зависимости температуры СВЧ-шума при двух различных ориентациях образца относительно вектора СВЧ-шумового сигнала При этом используют специальное приспособление для измерения СВЧ-шума, в котор образец размещается над сильно излу чающей четвертьволновой щелью. При переводе образца в низкоомно состояние в последнем возникает эффект локализации тока по какому-то определенному направлению, т.е. появляется шнур тока. Экспериментально было установлено, что наличие двумерной проводимости приводит к таким ограничениям на расширение шнура тока, что зависимость температуры шума от тока, измеренная при ориентации плоскости образца, совпадающей с направлением вектора СВЧ-шумового сигнала, отли чается от той же зависимости, снятой при ориентации образца в плоскости ортогональной вьш1еуказанной. Возможен также перевод образца в состояние с отрицательным сопротивлением посредством воздействия СВЧшумового сигнала, что дополнительно упрощает способ за счет унификации аппаратуры. Например, изготавливали образец с гетероструктурой InGaAs-InP, вырашенной на полуизолирующей подложке InP (Fe) ориентации (ЮО) с толщиной InGaAs-слоя 4,5 мкм и концентрацией носителей Г - 2.10 InP-слоя 1,5-2,0 мкм и концентрацией носителей h 9.10 общей толщиной 450 мкм. Первоначально плоскость образца ориентировалась над четвертьволновой щелью размером 7 -0,48 мм устройства для измерения СВЧ-шума в направлении вектора СВЧ-поля, а затем - ортогонально первоначальной. Снятие указанных зависимостей производилось с помощью приемника П5-15А на частоте СВЧ-поля 26 ГГц. Анализ снятых зависимостей приведенных на фиг.2, показывает, что первая зависимость имеет возрастающий характер, а вторая - постоянный, насыщенный, что свидетельствует о наличии двумерной проводимости. 50 0,2 a5 - -.ОЛ0.5 Токводроз1 е. JM) Фиг. 2

1. СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ДВУ МЕРНОЙ ПРОВОДИМОСТИ В ПОЛУПРОВОДНИ КОВЫХ МАТЕРИАЛАХ, включающий возде ствие на исследуемый образец электрическим полем, отличающи с я тем, что, с целью сокращения времени диагностики, электрическое поле увеличивают до перехода образца в состояние с отрицательным сопротивлением, после чего реп1стрируют СВЧ-шум в образце, образец располагают в плоскости, совпадающей с вектором СВЧ-иумового сигнала, и снимают зависимость температуры СВЧ-шума от тока в образце, затем образец располагают в плоскости, перпендикулярной вектору СВЧ-шумового сигнала в образце, и также .снимают зависимость температуры СВЧ-шума от тока в образце, а наличие двумерной проводамости диагностируют по одновременному монотонному возрастанию зависимости температуры СВЧ-шума от тока в образце при расположении вектора СВЧ-шумового сигнала в плоскости образца и насыщению той же зависимости при расположении вектора СВЧшумового сигнала в плоскости, перпендикулярной плоскости образца. 2. Способ по п. 1,отличающий с я тем, что в качестве электрического поля используют СВЧ-поле. ff3, Тая SeSpajne.KA)