СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НЕОСНОВНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ Советский патент 1995 года по МПК H01L21/66 

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для контроля диффузионной длины, подвижности, времени жизни и скорости поверхностной рекомбинации неосновных носителей заряда (ННЗ) в полупроводниках.

Цель изобретения увеличение числа определяемых параметров за счет обеспечения возможности определения подвижности, времени жизни и скорости поверхностной рекомбинации ННЗ.

На фиг. 1 представлена схема расположения измерительной установки; на фиг.2 представлены графики зависимости величины потока излучения G с волнами различной длины от коэффициента поглощения α при отсутствии воздействия магнитного поля на образец и при воздействии его на последний.

На фиг. 1 изображены полупроводниковый образец 1, источник 2 монохроматического света, зеркало 3, измеритель 4 светового потока, измеритель 5 поверхностной фотоЭДС и полюса электромагнита 6.

Кривая 7 на фиг.2 зависимость G от α^-1 без воздействия магнитного поля на образец, кривая 8 зависимость G от α^-1 при воздействии магнитного поля на образец.

П р и м е р. Определяют значения параметров кремниевой пластины проводимостью р-типа. Для измерения поверхностной фотоЭДС применяют структуру металл-окисел-полупроводник с полупрозрачным металлическим слоем. Образец помещают в зазор между полюсами электромагнита и освещают монохроматическим светом. Изменяя длину волны света λ в диапазоне от 0,8 до 1,05 мкм, измеряют интенсивность светового потока G, поддерживая постоянным значение поверхностей фотоЭДС. Определяют значения коэффициента поглощения света по формуле
α0,526367 1,14425 ˙λ^-1 +0,585368х
x 1˙λ^-2 + 0,039958 ˙λ^-3 и строят зависимость G f(α^-1).

Из полученной зависимости определяют диффузионную длину ННЗ L 87,4 мкм как координату точки пересечения зависимости G f(α^-1) с отрицательной полуосью α^-1 и отрезок а 0,624 (отн.ед.) как координату точки пересечения зависимости G f(α^-1) с положительной полуосью G. Повторяя эти измерения при включенном магнитном поле с индукцией В 1,2 Тл, получают L_В=86,1 мкм и а_b 0,618 (отн.ед.). Подвижность ННЗ определяют по формуле (r 1,18)
μ -1= -1= 0,1231, где r холл-фактор, зависящий от механизма рассеяния носителей заряда;
В индукция магнитного поля;
L, L_b диффузионные длины ННЗ при отсутствии и наличии воздействия на образец магнитным полем соответственно;
μ подвижность ННЗ;
а, a_b координаты пересечений зависимостей интенсивности света от обратной величины коэффициента поглощения света с положительной полуосью интенсивности света при отсутствии и наличии воздействия на образец магнитным полем соответственно.

При комнатной температуре ( ≈ 0,026 В) для времени жизни ННЗ получают
τ ≈ 2,4мкс где К постоянная Больцмана;
Т абсолютная температура образца;
q заряд электрона.

Скорость поверхностной рекомбинации определяют по формуле
S 1- = 0,026B·0,1231 ×
× · ×
× 1- = 19,8
Предлагаемый способ, по сравнению с известным, позволяет, одновременно с известным, позволяет, одновременно с измерением диффузионной длины ННЗ, определить подвижность, время жизни и скорость поверхностной рекомбинации ННЗ, т.е. почти все электрофизические параметры полупроводника. Способ может применяться для определения параметров полупроводников как при наличии структуры метал-окисел-полупроводник, так и без нее. В последнем случае применяется электролит для измерения сигнала поверхностной фотоЭДС. Применение способа в технологии производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем позволяет произвести неразрушающий контроль параметров полупроводников, что обеспечивает большой экономический эффект.

Изобретение относится к полупроводниковой технике. Цель изобретения увеличение числа измеряемых параметров за счет обеспечения возможности определения подвижности, времени жизни и скорости поверхностей рекомбинации неосновных носителей заряда. Способ основан на измерении диффузионной длины неосновных носителей заряда путем построения зависимости интенсивности света от обратной величины коэффициента поглощения света при постоянном значении поверхностной фото-электродвижущей силы. Измеряют диффузионные длины при отсутствии и наличии воздействия на образец магнитным полем, вектор индукции которого параллелен поверхности образца, определяют координаты пересечений зависимостей интенсивности света с положительной полуосью интенсивности света при отсутствии и наличии воздействия на образец магнитного поля, вычисляют подвижность неосновных носителей заряда по соответствующей формуле. 2 ил.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НЕОСНОВНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ, включающий облучение поверхности исследуемого образца полупроводника излучением с различными длинами волн из области фоточувствительности этого полупроводника, измерение зависимости интенсивности падающего излучения G с волнами различной длины от коэффициента поглощения α при поддержании постоянной величины поверхностной фотоЭДС образца полупроводника путем изменения интенсивности падающего излучения, определение диффузионной длины L неосновных носителей заряда по измеренной зависимости, отличающийся тем, что, с целью увеличения числа определяемых параметров, на образец дополнительно воздействуют постоянным магнитным полем параллельно поверхности полупроводника и при этом повторно измеряют зависимость G от a по которой определяют диффузионную длину L_b носителей заряда при воздействии магнитного поля на полупроводник, вычисляют подвижность неосновных носителей заряда по формуле

время жизни неосновных носителей заряда по формуле

скорость поверхностной рекомбинации по формуле


где r Холл-фактор, зависящий от механизма рассеяния носителей заряда;
B индукция магнитного поля;
L, L_b диффузионные длины неосновных носителей заряда при отсутствии и наличии воздействия на образец магнитным полем соответственно;
K постоянная Больцмана;
T абсолютная температура образца;
q заряд электрона;
μ подвижность неосновных носителей заряда;
a, a_b координаты пересечений зависимостей интенсивности света от обратной величины коэффициента поглощения света с положительной полуосью интенсивности света при отсутствии и наличии воздействия на образец магнитным полем соответственно.