Изобретение относится к физике и технике полупроводников, а именно к способам исследования физических свойств полупроводниковых материалов, что необходимо для определения области их применения.
Исследование полупроводниковых материалов путем определейия изменения лх удельного сопротивления в магнитном поле, или холловской подвижности, или коэффициента Нернста - Эттингсгаузена, или эффекта Холла, или дифференциальной термо-э.д.с., или удельной электропроводности материала хорошо известно и широко применяется при исследовании физических свойств полупроводниковых материалов. Однако с помошью этих способов трудно всесторонне исследовать полупроводниковые материалы в широком интервале физических свойств, например концентрации носителей заряда, или степени компенсации и т. д.
Цель изобретения состоит в том, чтобы исследовать характеристики полупроводниковых материалов, например магнетосопротивление, холловскую подвижность, коэффициент Нернста- Эттингсгаузена, эффект Холла, дифференциальную термо-э.д.с., удельную электропроводность в широком интервале физических свойств.
полупроводникового материала характеристики в широком интервале физических свойств этого материала исследуются с по.мощью многократной диффузии быстродиффундируюш,их примесей, например меди, натрия, лития, Е данный полупроводниковый материал. С пo мощью диффузии легко управлять концентрацией вводимой примеси, используя температурную зависимость растворимости примеси в
полупроводниковом материале. Следователь но, изменяя температуру диффузии, можно управлять физическими свойствами полупроводниковых материалов. Диффузию проводят до тех пор, пока полупроводниковый материал не станет однородным, т. е. достигается предел растворимости данной примеси при выбранной температуре диффузии во всем объеме полупроводникового материала. После диффузии полупроводниковый материал быстро о.хлаждают, чтобы сохранилось равномерное распределение примеси в объеме материала, характерное для температуры диффузии. После .каждой диффузии исследуются соответствуюшие характеристики полупроводникового материала. В том случае если необходимо исследовать свойства полупроводникового материала с градиентом примеси, время диффу зии при данной температура уменьшают или
проводниковом материале во время диффузии.
Исследование магнетосопротивления при 150°К в арсгниде галлия с помощью многократной диффузии меди.
В исходном образце п-типа арсенида галлия 7о магнетосопротиЕление было 0,55%. Проведя в образце /о при 853°К диффузию меди, получили образец уО-типа li с магнетосопротивлением 0,73%. Провздя в образце /i диффузию меди при 923°К, получили образец р-типа /2 с магнетосопротивлением 0,67%. Проведя в образце /2 диффузию меди при 1023°К, получили образец р-тИпа /з с магнетосопротивлеиием 0,62%. Проведя в образце h диффузию меди при 1123°К, получили образец р-типа /4 с магиетосопротивлением 0,38%. Проведя в образце 4 диффузию меди при 1223°К, получили образец р-тила /5 с магнетосопротивлением 0,15%.
Таким образом, сочетая исследование магнетосопротивления с многократной диффузией меди на основе одного исходного образца, можно исследовать магнетосопротивление в арсениде галлия в широком интервале физических свойств.
Кроме того, экономятся средства, так как вместо шести образцов с примерным весом 2,4 г фактически используется один образец с весом 0,4 г.
Исследование холловской подвижности при 300°К в арсеииде галлия на основе исходного образца п-типа 1о с по.мощью многократной диффузии меди.
В исходном образце «-типа арсенида галлия /о холловская подвижность была 2470 /в сек. Проведя в образце /о ири 973°К диффузию меди, получили образец и-типа } с холловской подвижностью 1700 сек. Проведя в образце /i диффузию меди при 1023°К, получили образец р-типа Iz с холловской подвижностью 76 сек. Проведя в образце Уа диффузию меди при 1123°К, получили образец р-типа /3 с холловской подвижностью 115 сек. Проведя в образце 1з диффузию меди при 1223°К, получили образец h р-типа с холловокой подвижностью 120 сек.
Таким образом, путем многократной диффузии мзди в этом случае исследовали холловскую подвижность в широком интервале физических свойств.
Исследование эффекта Нернста-Эттингсгаузена при 300°К в арсениде галлия путем многократной диффузии меди.
В исходном образце п-типа арсенида галлия 1о коэффициент поперечного эффекта НернстаЭттингсгаузена был-1,1-10-з ед. СГСМ. Проведя в образце IQ диффузию меди при 853°К, получили образец р-типа h с коэффициентом поперечного эффекта Нернста-Эттингсгаузена 7,5 ед. СГСМ. Проведя в образце 1} диффузию меди при 023°К, получили образец р-типа /2 с коэффициентом поперечного эффекта Нернста-Эттингсгаузена 7,5 ед. СГСМ. Проведя в образце L диффузию меди при 1023°К, получили образец р-типа /з с коэффициеитом по-перечного эффекта НернстаЭттингсгаузена 7,1 ед. СГСМ. Проведя в образце 1з диффузию меди при 1123°К, получили образец р-типа /4 с коэффициентом поперечного эффекта Нернста-Эттингсгаузена 5,2 гд. СГСМ. Проведя в образце h диффузию меди при 1223°К, получили образец р-типа /;, с коэффициентом поперечного эффекта Нернста-Эттингсгаузена 3,3 ед. СГСМ. Таким образом, сочетая исследования эффекта Нернста-Эттингсгаузена с многократной диффузией меди на основе одного исходного образца, можно исследовать эффект Нернста-Эттингсгаузена в арсениде галлия в широком интервале физических свойств.
Исследование арсенида галлия на основе
одного исходного образца /о при 300°К путем
измерения эффекта Холла и многократной
диффузии меди.
В исходном образце п-типа 1о коэффициент
Холла составил -2,98 Проведя Диффузию меди при 973°К, получили новый образец л-типа. /1 с коэффициентом Холла 14,2 . Проведя в образце li диффузию меди при 1023°К, получили образец р-типа /2скоэффициентом Холла 32900 . Проведя диффузию меди в образце /2 при 1123°К, получили образец р-типа. Is с коэффициентом Холла 1200 смз/к. ГЗроведя диффузию меди в образце h при 1223°К, получили образец р-типа /4
с коэффициентом Холла 297 .
Таким образом, сочетая исследование эффекта Холла с многократной диффузией меди, на основе одного исходного образца можно исследовать и коэффициент Холла в широком
интервале физических свойств.
Исследование дифференциальной термоэ.д.с. при 300°К в арсениде галлия путем многократной диффузии меди. В исходном образце арсепида галлия п-типа
IQ дифференциальная термо-э.д.с была 144 мкв/°К. Проведя в образце 7о при 973°К диффузию меди, получили образец п-типа /i с дифференциальной термо-э.д.с. 220 мкв/°К.. Проведя в образце /i диффузию меди при
1023°К, получили образец р-типа h с дифференциальной термо-э.д.с. 1180 мкв/°. Проведя в образце /2 диффузию меди при 1123°К, получили образец р-типа /з с дифференциальной термо-э.д.с. 1045 мкв/°К. Проведя в образце 1з
диффузию меди при 1223°К, получили образец р-типа h с дифференциальной термо-э.д.с. 870 мкв/°К.
Таким образом, сочетая исследование дифференциальной термо-э.д.с. с многократной
диффузией меди, на основе одного исходного образца можно исследовать дифференциальную термо-э.д.с. в арсениде галлия в широком интервале физических свойств. Исследование арсенида галлия при 300°К
на основе одного исходного образца 1о путем определения удельной электропроводности и многократной диффузии меди. 5 чили образец «-типа /i с удельной электропроводностью 111 ож-1 сж-Ч Проведя в образце /1 диффузию меди при 1023°К, получили образец р-типа /г с удельной электропроводностью 0,0022 олг-1 сж-i. Проведя в образце /2 диффузию меди при 1123°К, получили образец р-типа /з с удзльной электропроводностью 0,095 ож- ог-1. Проведя в образце /з диффузию меди при 1223°К, .получили образец р-типа /4 с удельной электропроводностьюЮ 0,4 Таким образом, сочетая определение удельной электропроводности с многократной диффузией меди, на основе одного образца можно 6 исследовать удельную электропроводность в широком интервале физических свойств. Предмет изобретения Способ исследования .полупроводникового материала путем измерения характеристик материала, отличающийся тем, что, с целью измерения характеристик в широком интервале физических свойств, например в широком интервале концентраций носителей заряда, степени концентрации, измерение чередуют с многократной диффузией быстродиффундирующих примесей, например, меди, с послгдующим быстрым охлаждением.
