(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ . МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
напряжений, подаваемых на переход, дпитепьность прямоугольных импульсов устанавливают большей периода высокой частоты, а постоянную времени экспоненциальны± импульсов устанавливают равной длительности прямоугольных импульсов. Выр бор температуры р-п перехода осуществлшот, находя температуру, при которой а1 тлитуда напряжения прямоугольных импульсов имеет экстремум при постоянстве амплитуды экспоненциального напряжения.
В устройстве для реализиции предлагаемого способа между выходом детектора и входом сумматора включены детектор вершины импульсов и генератор прямоугольных нмпуль сов, соединенный через 7.. С цепь с модулятором экспоненциальных импульсов, подключенным к генератору частоты ,.
Устройство для реализации способа показано на чертеже.
Устройство содержит полупроводниковый образец с переходом 1 (например барьер Шоттки), источник 2- постоянного напряжения генератор 3 прямоугольных импульсов, Й.СС цепь 4, модулятор 5 амплитуды экспоненциально изменяющегося напряжения, генератор 6 высокочастотного тока, сумматор 7, детектор 8 огибающей, детектор 9 вершины импульсов, синхронный детектор 10, генератор низкой частоты f „ 11, регистрирующее устройство 12, цепь нагрева образца 13с термопарой 14.
На диод Шоттки или р-п переход 1 через сумматор 7 поступают суммы трех напряжений, управляющих толщиной слоя обеднения в диоде,и высокочастотное напряжение, необходимое для измерения толщины слоя обеднения. На сумматор подаются прямоугольные импульсы напряжения непосредственно от ге- нератора 3 прямоугольных импульсов, импуль сы с экспоненциально изменяюпщмся жением от цепи, состоящей из генератора 3 прямоугольных имульсов, цепи, которая дифференцирует поступающие на нее прямоутюль ные импульсы напряжения, и модулятора 5 амплитуды, управляемого; напряжением генератора прямоугольных импульсов частотой . 11, кроме того, подается постоянное напряжение, которым может осуществляться и инжекдия носителей заряда в диод, от
источника 2 постоянного напряжения. Измерительный высокочастотный сигнал поступает на сумматорс генератора тока высокой
частоты. ). 6,
j -1.
Высокочастотный сигнал, возникающий на
диоде,поступает на детектор;8 огибающейСигнал с детектора 8 подается на детектор 9 вершины импульсов, в котором вершины
входяшнх импу.чьсов сравниваются с вершинами прямоугольных импульсов. На выходе
етектора вершины импульсов образуется игнал ошибки,пропорциональный отклонению ормы вершины ВХОДШ1ШХ импульсов от формы ершины прямоугольных импульсов. Сигнал шибки управляет напряжением генератора прямоугольных импульсов 3.
Сигнал с детектора 8 поступает также на генератор напряжений частотой - и управляет напряжением генератора так, что напряжение на выходе генератора пропорционально амплитуде сигнала. Кроме того,сигнал с детектора 8 поступает на синхронный детектор 1О, управляеиый генератором 11. Сигнал, поступающий с выхода синхронного детектора на регистрирующее устройство 12, пропорционален концентрации глубокого уровня.
На регистрирующее устройство (двухкоординатный самописец) подается сигнал и непосредственно с детектора 10 он несет информацию толщине слоя обеднения или расстоянию от поверхности полупроводника, на котором измеряется концентрация глубокого уровня.
Устройство содержит также вспомогательную цепь 13 нагрева термопары 14. С помощью цепи нагрева диод нагревается и подцерживается при определенной температуре. Изменяя температуру диода Шоттки или р-п перехода, измеряют амплитуду напряжения прямоугольных импульсов на управляемом выходе генератора 3 импульсов, при этом амплитуда экспоненциальных импульсов фиксируется, то есть отключается генератор 11. Экстремумы зависимости амплитуды прямоугольных импульсов на управляемом выходе генератора 3 от температуры дают спектр глубоких уровней.
Таким образом,можно получать спектр как в полупроводниках с малой концентрациек глубоких уровней ( N f. N м ); так и в полупроводниках, содержащих большую концентрацию Г71убоких уровней (Nfft N ,, Np; N м ), поскольку все уравнения, на которых базируется способ, не входят в какие-Либо; ограничения по концентрации. Способ позволяе полностью автоматизировать исследования распределения концентрации примесей и дефектов по толщине попупровод-никового материала.
Формула изобретения
1. Способ контроля полупровоцниковых материалов, заключающийся в приложении к р-п переходу авух переменных напряжений с частотами, различающимися не менее, чем в 1ОО раз, а также постоянного смешения, и регистрации амплитудной модуляции, возникающей на переходе, отлич ающийс я тем, что, с целью расширения возможностей способа, на р-п переход подают синхронно прямоугольные и экспоненциальные импульсы путемавтоматической регупировки амТигатуды прямоугольных импульсов поддерживают высокочастотную емкость р-л перехода пос- тоянной,после чего изменякуг температуру р-л перехода и фиксируют то ее значение.при котором величина,обратная высокочастотной емкости, тается постоянной на протяжении действия импульсов и модулируют амплитуду экспоненциальных импульсов пропорционапьно высокочастотной емкости. 2. Способ по п. 1, отличающийс я тем, что частоту прямоугольных импупьсов выбирают меньшей высокой частоты и кратной удвоенной низкой частоте напряжений, подаваемых на переход, длительность прямоугольных импупьсов устанавливают большей периода высокой частоты, а постоянную времени экспоненциальных импульсов устанавливают равной длительйости щ ямоугольных импульсов. 573 2 2 3.Способ по п. 1и2, отличающийся тем, что выбор температуры р-п перехода осуществпяют,находя температуру, при которой амплитуда напряокення прямоугольных импульсов имеет экстремум при постоянстве амплитуды экспоненциального напряжения. 4.Устройство ао способу 1, содержащее источник постоянного смешения, генератор тока высокой частоты Т , сумматор, цетектор, генератор низкой частоты PI Р t отличающееся тем, что между выходом детектора к входом сумматора вкл1очены детектор вершины импульсов и генератор прямоугольных импупьсов,соединенный черезЧСцепь с модулятором экспоненциальных импульсов, пооклкзченным к генератору частоты РЬ . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент США. № 3518545, кл, 324/158, опубл. ЗО.О5.70. 2.Патент США №3731192, кл. 324/158, публ, 28.О5.71.
