СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ Советский патент 1973 года по МПК G01N21/31 

Изобретение относится к области определения ширины запрещенной зоны и состава материалов (нанриме|р, CdxHgi-xTe, PbxSm-jtTe и др).

Известен способ .определения ширины запрещенной зоны 1И состава Материала по красной 1ранице внутреннего фотоэффекта.

Однако этот способ имеет малую чувствительность и точность ввиду необходимости иснользо.ваиия средне- и длинноволновых излучений. Кроме того, способ .не исключает ошибок вследствие влияния эффекта Бурштейна, теплового эффекта и т. д.

Цель изобретения - новышение чувствительности, точности и упрош,ение измерения ширины занреш,енной зоны и состава полупроводникового материала.

Для достижения цели ионользуют явление ступеичатого роста квантового выхода фотопроводимости или фотомагнитоэлектри1ческого эффекта за счет много.фотонных процессов, а из мерения проводят в видимой или ближней инфракрасной областях спектра. При этом на спектральных кривых фотопроводимости или ф-Отомагнитоэлектрического эффекта проя1вляются изломы, спектральные положения которых однозначно соответствуют ширине запрещенной зоны и составу материала.

Способ позволяет проводить измерения в технически удобной области спектра (видимой

или ближней инфраирасной), где ннтенсивность источников излучения значительно Bbiaie, а процедура эксперимента намного проще; два излома, по которым можно определить ширину запрещенной зоны и состав, соогветствуют в рассматриваемых полупроводниках тина CdxHgi-xTe, PbxSni-xTe и подобных им энергиям, приблизительно равным двойной и тройной ширине запрещенной зоны.

Благодаря повышению чувствительности критических точек к составу и перемещению области измерений в спектральный диапазон, где интенсивность излучения выше, а дисперсия оптической аппаратуры ниже, точность определения ширины запрещенной зоны и состава образца при условии постоянства чувствительности усилительной схемы повышается примерно в 10 раз по сравнению с методом определения ширины запрещенной зоны и состава материала по красной границе фотоэффекта.

Кроме того, предлагаемый способ отличается от метода определения состава материала по измерению плотности и от химикоюпектрального метода тем, что имеется возможность анализировать малые участки образцов без }ix разрушения.

Пример определения состава материала CdxHgi- :Te при ,2. Изменение содержания в материале кадмия на 1 ат. %, вызывает сме

щение красной границы фотоэффекта примерно на 16 Мэв, тогда как энергия основного излома смещается на 50 Мэв. При этом измерения ведутся уже не н;ри мкм, а при Х 3 мкм, где, например, интенсивность излучения обьгчно применяемых источников и спект1ральных приборов в 10 раз выше. Это позволяет определять х с точностью 0,003 против 0,02 для метода красиоп границы, что, кроме того, улучшает возможности определения од.нороднссти образцов.

Предмет изобретения

Способ определения параметров полупроводндаков, -например, ширины запрещенной зоны и

состава материала, путем облучения электромагнитным излучением с после/дующей регистрацией фотопроводимости, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, а также упрощения иаме)рений, материал полупроводника облучают электромагнитным излучением нз области спектра многофотонного поглощения и по изломам спектральных кривых фотопроводимости, обусловленным ступенчатым ростом квантового выхода фотопроводимости, судят о щирине запрещенной зоны и о составе материала.