Р1зобретение относится к иолунроводниковой технике, а именно к экспресс-измерениям концентрации носителей тока в полупроввдниках. Существующие методы измерения концентрации носителей тока в иолупроводниках основаны на определении электропроводимости а и коэффициента Холла R. При этих методах необходимо создание омических контактов и обязательное измерение эффекта Холла и электропроводимости.
Предлагаемый способ позволяет измерять концентрации носителей тока в полупроводниках, не изготовляя омические измерительные контакты и не определяя эффект Холла и электропроводимость.
Для этого используются геликонные волны (медленные поперечные электромагнитные волны с круговой поляризацией; диапазон частот 1 - 185 Мгц). Измерение концентрации носителей тока в полупроводниках производится бесконтактным снособом и сводится к измерению частоты полуволнового резонанса геликонной волны в образце.
Это происходит следующим образом. В присутствии внещнего постоянного магнитного иоля в образце, имеющем пластинки с двумя параллельными плоскостями, возбуждается и индуктируется геликонная волна с помощью входной и выходной катушек индуктивности, расположенных взаимно перпендикулярно. Резонанс геликониой волны фиксируется по резонансу напряжения на выходной катущке ири помощи индикатора.
Па фиг. I изображена блок-схема устройства для осуществления способа; на фнг. 2-схема датчика измерения коицентрацнн носнтелей тока в иолупроводнике.
Электрнческпй спгнал от генератора синусоидальных колебаний / поступает на датчик
2, предназначенный для возбуждения и индикации геликонных волн в исследуемом образце. Геликонная волна на выходе датчика индуцирует сигнал, который поступает на индикатор резонанса иапряжеиия 3, предназначенный для определения частоты полуволнового резонанса геликонной волны в образце /р при данном значенги индукции внешнего иоля В.
Исследуемый иолуироводниковый образец 4 иомещают в скрещенные катущки: возбуждення 5 (вход датчнка) и индикации 6 (выход датчика) геликонной волны. Образец вырезан из полупроводникового монокристалла в виде пластиики толщииой d с параллельными плоскостями. Другие размеры должны быть
много больше d, а их конфигурация значительной роли не играет. Катущки выполнены на твердых каркасах и расположены так, что плоскости их сечения перпендикулярны плоскости образца и между собой. Это позволяет
входа к выходу. Количество витков катушек подобрано так, чтобы в рабочем иитервале частот избежать их собственных резонансов. Датчик помещается во внешиее магнитное иоле, иериендикулярное плоскостям образца. Сигнал от генератора поступает па катушку и при наличии внешнего магнитного ноля возбуяедает в исследуемом образце геликонную волну.
Условия распространения геликонной волны в полупроводнике, если имеется одиа групна носителей с концентрацией носителей тока п и подвижностью носителей тока ц, определяются выражением
,
где В - индукция внешнего магнитного поля. Предлагаемый способ измерения концентрации носителей тока в полунроводниках заключается в следующем. Плоский полуироводпиковый образец помещают в скрещенные катушкн индуктивности и постоянное магнитное иоле, параллельное плоскостям сечения катушек и иерпендикулярное плоскости образца, подают электрический сигнал на одну катушку индуктивности, возбуждая в образце геликонную волну, благодаря которой во второй катушке индукцируется сигнал, ноступающий на индикатор для оиределения концентрации носнтелей тока по величине частоты полуволнового резонанса в образце нри даниом значении внешнего магнитного поля.
Концентрация п носителей тока в водннке определяется но формуле: 7,82.108-Б
п -
М
В - в гс, /р - в гц и
где п выражено в см з. d - в см.
Способ может быть использоваи для экс10 нресс-измерений коицентрацин носнтелей тока в иолуироводниках в производстве иолупроводниковых материалов и приборов.
Предмет изобретения
Способ измерения концентрации носителей тока в нолуироводнике, отличающийся тем, что, с целью уирощения процесса и расширения
возможностей измерений, исследуемый илоский полупроводниковый образец помещают в скрещенные катушки индуктивности и постоянное магнитное иоле, иараллельное илоскостям сечения катушек и перпендикулярное нлоскостн образца, нодают электрический сигнал на одну катушку индуктивности, возбуждая в образце геликониую волну, благодаря которой во второй катушке иидуцируется сигнал, который подают на индикатор для оиределеиия
концентрации носителей тока ио величине частоты полуволнового резонанса в образце при даииом значении внешнего магнитного ноля
иг 2
