Способ измерения удельного сопротивления в полупроводниках Советский патент 1990 года по МПК G01R27/00 

СП

00

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для измерения параметров монокристаллического кремния. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем измерения удельного сопротивления кремния. Способ состоит в том, что создают инжектирующий контакт и пропускают через него прямоугольный импульс тока, регистрируют форму импульса, определяют калибровочный коэффициент установки, изменяют длительность импульса до достижения напряжением на контакте установившегося минимального значения насыщения, измеряют величину напряжения на фронте и срезе импульса, измеряют амплитуду импульса тока через испытуемый образец, а удельное сопротивление определяют по формуле. 2 ил.

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть использовано для измерения параметров монокристаллического кремния.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей способа путем измерения удельного сопротивления кремния.

На фиг.1 изображены временные характеристики: а) - напряжения; б) - тока инжектирующего контакта; на фиг.2 - устройство, реализующее способ.

Cyj ZHOCTb способа заключается в том, что создают инжектирующий контакт, пропускают через него сдвоенный импульс тока и, меняя время задержки второго импульса, определяют постоянную спада концентрации инжектированных при прохождении первого импульса тока неосновных носителей заряда, затем регулируют длительности первого импульса с тем, чтобы напряжение на контакте достигло установившегося минимального значения насыщения, измеряют напряжение

;а фронте и срезе импульса, измеря- т амплитуду импульса тока через образец, а удельное сопротивление определяют из выражения

Uj--y

- J -

где а

калибровочный коэффициент установки, определяется |0 экспериментально путем измерения известного удельного сопротивления полупроводника с помои(ью данного способа;(5 напряжение на фронте импульса;

напряжение на срезе импульса,

амплитуда импульса тока. 20 Устройство, реализующее способ, родержит генератор 1 двойных прямо- Угольных импульсов тока, оспиллограЛ |2 (для регистрации формы импульса и

5 сопротивление растекания.

В конечный момент времени

и,

К„ + R,)

+ и

k

(2)

где

D I .

5

и. и„ I сопротивление растекания полупроводника с проводимостью, модулированной неосновными инжектированными носителями.

Вычитая из (I) выражение (2), получают

и/- и Rp. (3)

Величиной R можно пренебречь, так как удельное сопротивление материала уменьшается в окрестности конизмерения напряжения на фронте и ере- 25такта из-за модуляции проводимости

за импульса), образец 3, осциллограсЬнеосновными носителями на 2-3 поряд4 (для измерения напряжения на калиб- а и увеличивается эффективный радиус

рованном сопротивлении 5 (Р)I),блок 6контакта на величину Диффузионной

(для Нормирования инжектирующего кон-длины неосновных носителей заряда,

.jQтогда

такта), ключ 7 и зондовую систему 8. Генератор I соединен с входом осциллографа 2, первой клеммой ключа 7 и зондовой системой 8, которая соз- Йает инжектирующий контакт с образ- ом 3, с противоположной стороны об- азец 3 соединен с осциллографом 4 И через калиброванное сопротивление 5 (R) с общей шиной всего устройства, а вторая клемма ключа 7 соедине- на с блоком 6 Нормирования инжектирующего контакта.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

С измеряемым образцом 3 кремния создают инжектирующий контакт,через который пропускают прямоугольный импульс тока в прямом направлении (фиг.1), В начальный момент времени (t 0) падение напряжения на контакте соответствует переднему фронту инжектирующего к ynьca тока i и может быть представлено в следующем виде

R.

у

- .

Так как зависимость R от

опи2 сывается линейным законом р

то VT/ -urtT/- плг-..

то можно

40

j а Значения U

записать, что

Ui - у-г .

(4)

и и 2 снимаются с

осциллографа 2 в соответствии с Фиг.1а. Осциллографом 4 измеряют напряжение на калибровочном резисторе Rк,через которое определяют значе- 45 ние тока I. Показания приборов представляют в (4) и определяют удельное сопротивление кремния.

50

Формула изобретения

Способ измерения удельного сопротивления в полупроводниках, состоящий в том, что создают инжектирующий контакт и пропускают через него прямоугольный импульс тока, регистрируют форму импульса, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, определяют величину калибровочного

I(RS +

п +

RK)

и

к

(1)

те R.

- паразитное сопротивление, включающее сопротивление квазинейтральной области

и.

базы, омических контак- . тов и подводящих проводов; - контактная разность потенциалов;

R« - калибровочное сопротивление;

5 сопротивление растекания.

В конечный момент времени

К„ + R,)

+ и

k

(2)

где

D I .

5

сопротивление растекания полупроводника с проводимостью, модулированной неосновными инжектированными носителями.

Вычитая из (I) выражение (2), получают

и/- и Rp. (3)

Величиной R можно пренебречь, так как удельное сопротивление материала уменьшается в окрестности контакта из-за модуляции проводимости

R.

у

- .

Так как зависимость R от

опи сывается линейным законом р

то VT/ -urtT/- плг-..

то можно

0

j а Значения U

записать, что

Ui - у-г .

(4)

и и 2 снимаются с

осциллографа 2 в соответствии с Фиг.1а. Осциллографом 4 измеряют напряжение на калибровочном резисторе Rк,через которое определяют значе- 5 ние тока I. Показания приборов представляют в (4) и определяют удельное сопротивление кремния.

Формула изобретения

Способ измерения удельного сопротивления в полупроводниках, состоящий в том, что создают инжектирующий контакт и пропускают через него прямоугольный импульс тока, регистрируют форму импульса, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, определяют величину калибровочного

коэффициента на образце с известным удельным сопротивлением с помощью данного способа, изменяют длительность импульса до достижения напряжения на контакте установившегося ми- , нимального значения насьвцения,измеряют величины напряжения на фронте И срезе импульса, измеряют амплитуду импульса тока через испытуемый образец, а удельное сопротивление определяют из выражения

Ui - Ui f а . -J-.

где а - калибровочный коэЛ(ЬициенТ установки, определяется экспериментально путем измерения известного удельного сопротивления с помощью данного способа;

и - величина напряжения на фронте импульса;

Uj величина напряжения на срезе импульса; I - амплитуда импульса тока.

а)

Фиг. 1

50

t, t