Способ определения дрейфовой скорости носителей заряда в полупроводнике Советский патент 1986 года по МПК G01N22/00 

СВЧ-поля измеряют сопротивление ИПП 2 (R). Через время Гц опять подают импульсный ток такой величины, чтобы проявлялось увеличение сопротивления ИПП 2, и измеряют со1

Изобретение относится к СВЧ-тех- нике и может быть использовано в научных исследованиях для диагностики плазмы твердого тела, а также при разработке СВЧ-приборов, использующих ударную ионизацию в полупроводнике.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерений дрейфовой скорости неосновных носителей заряда.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ определения дрейфовой скорости носителей заряда в полупроводнике.

Устройство содержит включенный в СВЧ-тракт отрезок 1 прямоугольного волновода, в котором размещен исследуемый полупроводник 2, источник 3 постоянного тока, источник 4 импульсного постоянного тока, осциллограф 5 с дифференциальным входом, постоянные резисторы 6 и 7, регулируемое сопротивление 8, сопротивление 9 и конденсатор 10, развязывающие источники 3 и 4.

Устройство работает следующим образом.

После охлаждения исследуемого полупроводника 2 до температуры .жидкого азота измеряют его сопротивление в слабом не греющем носители заряда электрическом поле от источника 3. Затем создают ударную ионизацию путем подключения источника, развивающую в исследуемом полупроводнике 2 импульсное СВЧ электромагнитное поле Е, и, отключив вход дифференциального усилителя осциллографа 5 от сопротивления 8-, по осциллограмме нарастания напряжения на исследуемом полупроводнике 2, определяют время жизни носителей заряда. Подключают вход дифференциального усилителя осциллографа 5

противление ИПП 2 R,,. ДСННЗ, усредненная за период колебаний СВЧ определяется по формуле .V,

IF

L(L/-r)/in ( -(R: - R,,)/R,,,

где L - длина полупроводника. 1 ил.

к сопротивлению 8. За время короче 0,11 после окончания импульса импульсного СВЧ электромагнитного поля, т.е. пока концентрация избыточных носителей заряда не успела заметно измениться измеряют сопротив-- ление исследуемого полупроводника 2 Rrt.

Опять включают импульсное СВЧэлектромагнитное поле той же величины. Напряженность СВЧ электрического поля Е f, определяют по изменению сопротивления (вследствие разогрева носителей заряда) образца, сделанного из n-Si, который не возмущал СВЧ электромагнитного поля в отрезке 1 и через тонкую слюдяную прокладку прикреплен параллельно к исследуемому полупроводнику 2. СВЧ электромагнитное поле в нем такое же, как в исследуемом полупроводнике 2.Чтобы удобнее было следить за проявлением увеличения сопротивления исследуемого полупроводника из-за

извлечения из него избыточных носителей заряда, дополнительный им- ,пульсный постоянньй ток включают спустя время t от начала импульса импульсного СВЧ электромагнитного

поля. Шпульсный постоянный ток увеличивают до значения, при котором проявляется увеличение сопротивления полупроводника.

За время короче О, Itp с начала

задних фронтов обоих импульсов измеряют сопротивление исследуемого полупроводника 2 R в электрическом поле. По формуле

V

гр

1

Rn - Rr. R

рассчитывают усредненную за период колебаний СВЧ электромагнитного по- 45 ля дрейфовую скорость неосновных носителей заряда.

Формула изобретения

Способ определения дрейфовой скорости носителей заряда в полупроводнике, заключающийся в подйче на полупроводник постоянного тока и воздействия импульсным СВЧ электромаг- нитньм полем и измерении сопротивлений R, R полупроводника соответственно до и после воздействия импульсным СВЧ электромагнитным полем, отличающийся тем,что,с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерения дрейфовой скорости неосновных носителей заряда, измеряют время жизни носителей заряда t по релаксации постоянного тока при включении импульсного СВЧ электромагнитРедактор С. Лисина Заказ 4402/38

Составитель Р. Кузнецова

Техред И.Гайдош Корректор С. Шекмар

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

ного поля, дополнительно воздействуют на полупроводник импульсами постоянного тока, изменяют их величину до значения, при котором наблюдается увеличение сопротивления полупроводника, пр екращают воздействие импульсами постоянного тока и импульсного СВЧ электромагнитного поля, после чего за время меньше измеряют сопротивление R° полупроводника и определяют дрейфовую скорость Vrp неосновных носителей заряда, усредненную за период колебаний СВЧ электромагнитного поля по формуле

,v iL.i . K.-R

t, Bn(R -/RJ

R.

20

где L - длина полупроводника.

Изобретение относится к области СВЧ-техники и может использоваться при диагностике.плазмы твердого тела, а также в приборах,использующих ударную ионизацию в полупроводнике. Расширяются функциональные возможности путем обеспечения измерения дрейфовой скорости неосновных носителей зарядов (ДСННЗ). Исследуемый полупроводник (ИПП) 2 помещают в отрезок 1 прямоугольного волновода, включенный в СВЧ-тракт. На ИПП 2 подают слабое эл. поле источника 3 постоянного тока и измеряют его сопротивление R, Затем создают ударную ионизацию путем подключения источника 4 импульсного постоянного тока. При отключенном регулируемом сопротивлении 8 по осциллограмме нарастания напряжения на ИПП 2, наблюдаемой на осциллографе 5 с диф. входом, определяют время жизни носителей заряда tg При подключении регулируемого сопротивления 8 к осциллографу 5 за время короче О, Гц после окончания импульса импульсного S I (Л ю ел о 09 го со