УСТРОЙСТВО ДЛЯ 1'13Л\ЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ4 СВОЙСТВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ | Советский патент 1974 года по МПК H01L21/66 G01R31/26 

1

Известны устройства для измерения свойств полупроводниковых материалов, содержащие СВЧ свип-генератор, вентиль, детектор, усилитель, осциллограф, источник света, генератор низкой частоты, фазовращатель и СВЧ резонатор с размещенным в нем образцом полупроводникового материала. Данные устройства обладают низкой точностью и скоростью измерения, что вызвано технологией приготовления образца исследуемого полупроводникового материала и методом измерения.

С целью повышения точности и скорости измерений образец помещен в емкостный зазор, образованный нлтырем и полупрозрачной стенкой резонатора, изолированной от образца н стенок резонатора.

На фиг. 1, 2 цредставлена блок-схема иредлагаемого устройства.

Устройство для измерения поверхностного нотенцнала полупроводниковых материалов содержит СВЧ-свип-генератор 1, вентиль 2, аттенюатор 3, резонатор 4 с исследуемым образцом, детекториую секцию 5, усилитель 6, осциллограф 7, генератор 8, фазовращатель 9, источник света 10. Резонатор образован на основе запредельного волновода 11 и резонансного щтыря 12. Исследуемый образец 13 с нанесенным омическим контактом 14 освещается через полупрозрачный контакт 15 модулированным пучком света. Полупрозрачный контакт 15 изолирован пластинкой слюды 16

от образца н запредельного волновода. Связь резонатора с детекторной секцией осуществляется с помощью петли связи 17, а с СВЧ свии-генератором - с помощью иетлн связи 18. Емкость, образованная полупрозрачным контактом 15, волноводом 11 и пластинкой слюды, выбирается таким образом, чтобы сопротивление этой емкости на СВЧ было низким, а на частоте генератора 8 - высоким. Электрическое поле резонатора 4 практически сосредоточено в зазоре между полупрозрачным электродом 15 и торцом штыря 12, таким образом исследуемый образец оказывается включенным в СВЧ иоле резонатора.

Устройство работает следующим образом.

СВЧ мощность от свнп-геиератора 1 через аттенюатор 2, веитнль 3 подается на резонатор 4. Прошеди1ая через резонатор мощность регистрируется детектором. Продетектированный сигнал подается на усилитель 6 и далее- на вход осии.1лографа 7. Напряжение от генератора 8 приложено к полупрозрачному контакту 15, штырю 12 и через фазовращатель 9 - к горизонтальным пластинам осциллографа 7. Поскольку частота резонатора при действии напряжения от генератора 8 может изменяться, используется свип-генератор 1. Коэффициеит прохождения СВЧ мощности через резонатор тем больше, чем меньше проводимость образца. Таким образом, Tia экране осциллографа наблюдается кривая изменения

коэффициента иропускаиия нагруженного резонатора нри действин напряжения, приложенного к поверхности образца. Максимум коэффициента пронускання соответствует минимуму проводимости образца, т. е. нулевому изгибу зон. Сопоставление теоретической кривой и экспериментальной кривой изменения коэффициента пропускания в темноте и при освещении образца позволяет определить величину поверхностного потенциала, соответствующую различным значениям приложенного поля, зависимость заряда захвачепного новерхностными ловушками, а также скорость поверхиостной рекомбинации.

Пред м е т изобретения

Устройство для измерения электрических свойств полупроводниковых материалов, содержащее СВЧ свип-генератор, вентиль, детектор, усилитель, осциллограф, источник света, генератор низкой частоты, фазовращатель и СВЧ-резонатор с расположенным в нем образцом полупроводникового материала,

отличающееся тем, что, с целью цовышения точности и скорости измерений, образец помещен в зазор, образованный гатырем и полупрозрачной стенкой резонатора, изолированной от образца и стенок резонатора.

/{ ген ера т 0/71./ CSV

12 /

Фиг 2

(риг.1

Kijcu ume/7Л7