Устройство для бесконтактного измерения электрофизических параметров полупроводниковых материалов Советский патент 1989 года по МПК G01R31/265 H01L21/66 

трофизических параметров: удельного и слоевого сопротивления дв; осс:юйной структуры с субмикроннььм легированным слоем методом малых возмуогений,. Кроме того5 обеспечивается определение слоевого сопротивления п- и р слоев трехслойной п -р-р -структуры с известными удельным сопротивлением и подлояски (р-слоя), а также определение величины фотопроводимости 13 базовой области трехслойных струк- ТЗ/Р при ИУ:. освещении со стороны резонатора 1; 1 з,п„ф-лы, i ил.

Изобретение относится к технике электроизмерений. Цель изобретения - повышение точности при измерении электрофизических параметров полупроводниковых материалов в виде субмикронных легированных слоев на высокоомных подложках. Устройство содержит цилиндрический резонатор 1 с торцевой стенкой 5, имеющей осевое отверстие 4 конусообразной формы, а также эл-ты 2 и 3 связи с источником СВЧ-колебаний и измерителем добротности, исследуемый полупроводниковый материал - структуру 6 с субмикронными легированными слоями толщиной ≤0,5 мкм и металлическую пластину 7. Данное устройство обеспечивает измерение электрофизических параметров: удельного и слоевого сопротивления двухслойной структуры с субмикронным легированным слоем методом малых возмущений. Кроме того, обеспечивается определение слоевого сопротивления N^*01+ и P⁺ - слоев трехслойной N⁺-P-P⁺-структуры с известными удельным сопротивлением и толщиной подложки (P-слоя), а также определение величины фотопроводимости в базовой области трехслойных структур при их освещении со стороны резонатора 1. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике измерений электрофизических парамет- ipoB полупроводниковых пластин и струк |тур, например полупроводниковых фого- йреобразователей.

Цель изобретения - повьшение томности при измерении электрофизических параметров полупроводниковых материалов в виде субмикронньгх легированных слоев на высокоомных подложках.

На чертеже приведена конструкция устройства для бесконтактного измерения электрических параметров полупроводниковых материалов.

Устройство для бесконтактного измерения электрофизических параметров полупроводниковых материалов содержит дилиндрический резонатор 1j возбуждаемый колебаниямитипа Holn () через элемент 2 связи от источника СВЧ-колебаний, элемент 3 связи с .измерителем добротности осевое отверстие 4 для связи в торцовой стенке 5 конусообразной формыj поло1зина разности () диаметров которого больше толщины 1 торцовой стенки 5 Исследуемьш полупроводниковый материал - структура 6 с субмикронными легированными слоями толщиной OjSMKM

расположен в зазоре, равном толщине d структуры 6,, внешней поверхностью резонатора 1 и металлической пластиной 7 (диском), перекрьш аю щей в плане отверстие 4 связи.

При измерении электрофизических параметров (удельного и слоевЬго сопротивления) двухслойной структурьг с субмикронным легированным слоем методом малых возмущений для определения удельного сопротивления р подложки то: пдиной d и слоевого сопротивления Rjj легированного слоя используются следующие формулы: Л /, / . / ч-с

р AdVl/Q,- l/Qe)

- - т 2 у . / - 1 t (1)

R Bd (l/Qa- 1/Q, ) .(2) где А,В,К () - постоянные для данного резонатора диаметра отверстия связи и материала подложкиj

5

0

5

0

5

измеряемые при калибровке резонатора 1 по эталонным образцам;

Qg - добротнос-ть резонатора 1 без структуры с металлической пластиной на расстоянии d от торца;

Qi,Q - добротности резонатора 1 при прикладывании структуры 6 к отверстию 4 связи подложкой и легированным слоем соответственно.

Формулы (1) и (2) справедливыjKor- да толщина подложки гораздо меньше высоты резонатора I и диаметра отверстия 4 связи9 что выполняется во всем СВЧ-диапазоне, где применяются объемные резонаторьи

Для определения R.. п :: и р -слоев

«,. 4трехслоинои п -р-р -структуры с известным и удельным сопротивлением и толщиной подложки (р-слоя) используется формула (2), в которой Q , учитывающая влияние подло;кки, вычисляется из (I), а Q, соответствует ориентации измеряемого слоя к отверстию 4 связи.

Устройство обеспечивает также возможность определения величин, фотопроводимости в базовой области трехслойных структур при их освещении со стороны резонатора, что следует из дифференциальной формы уравнений (1) и (2), Это позволяет применить способ для определения электрофизического параметра - эффективного времени жизни неравновесных носителей заряда в базовой области полупроводниковых структур,.

Формула изобретения

1 Устройство для бесконтактного измерения электрофизических параметров полупроводниковых материалов, содержащее цилиндрический резонатор, возбуждаемый СВЧ-колебаникми типа Holn, и элементь связи цилиндрического резонатора с источником СВЧ-колебаний , и измерителем добротности, отличающееся тем, что, с целью повышения, точности при измерении

51497593 6

электрофизических параметров полупро-нести, при этом размеры металлической

водниковых материалов в виде субмик-пластины превьгошют размер осевого отронных легированных слоев на высоко-верстия.

омн ых подложках, в одной из торцовых 2, Устройство по п,1 , о т л и стенок цилиндрического резонатора вы-чающееся тем, что осевое отполнено осевое отверстие для связи сверстие выполнено конусообразнь М и

исследуемым полупроводниковом материа-имеет больший диаметр со стороны

лом и введена металлическая пластина,внутренней поверхности торцовой стенкоторая установлена параллельно тор- IQки, при этом половина разности больцовой стенке на ;расстоянии,, равномшего и меньшего диаметров осевого

толщине исследуемого полупроводнико-отверстия больше толщины торцовой

вого материала, от ее внешней поверх-стенки.