(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
12 щей нагрузке Н .-сигнал, соответствующий моменту падения на образец импуль са света {освещения слоя объемного за ряда р-л -перехода), и исследуемый , задержанный на измеряемое вре мя диффузии носителей от поверхности до р - п -перехода. Поскольку оба сигнала снимаются с одной нагрузки, то задержки сигналов за счет соедини тельных цепей и в блоках усиления и регистрации (на осциллографе) не влияют на точность измерения. Изменение отрицательного смещения на р-п - пе реходе позволяет менять расстояние от р-п -перехода до поверхности за счет расщирения слоя объемного заряда. Точность определения расстояния от р-л -перехода до поверхности определяется точностью измерения глубины залегания р-п -перехода от поверхности при нулевом смещении и точностью измерения емкости при отрицательном смещении, что практически не ограничи вает точность измерения расстояний. При измерении емкости с точностью ±0,1 пф и осциллографировании импуль сов фототока на высокочастотном осциллографе CI-39 точность измерения расстояний составляет ± О , 1 мкм, вре мени t О , 5 нсек. Уровень легирования Пир -областей р-п -перехода выбир ют таким, чтобы слой объемного заряда расширялся преимущественно в стор ну освещаемой поверхности, чем и обес печивается изменение расстояния от освещаемой поверхности до р-л -пере да при приложении отрицательного сме щения. Кроме измерения коэффициента диффузии, предложенный способ измерения позволяет определить диффузионную дл ну неосновных носителей . При толщине слоя сз1 U измеряют время задержки появления максимума фототока, вызван ного диффузией носителей с поверхнос ти образца, относительно импульса фо тотока вызванного освецением слоя объемного заряда р-п -перехода. Строят зависимость времени задержки от расстояния между р-п -переходом освещаемой поверхностью и по наклону этой зависимости находят скорость диф Фуэии Y неосновных носителей. Из вы ражения для скорости диффузии, исполь зуя определенные значения D , находя диффузионную длину неосновных носите лей L : L. При толщине исследуемого слояс. диффузионную длину U находят по известному D из выражения . |Xo-2Dt e полученному из условия сушестаования экстремума зависимости концентрации озбужденных носителей р от времени при фиксированном расстоянии от р-п -перехода х , где tjae - время наблюдения максимума фототока. На чертеже представлена схема измерения коэффициента диффузии и диффузионной длины предложенным способом, содержащая импульсный источник излучения 1, ослабитель 2 с фильтром, полупрозрачное зеркало 3 или призму, отражающие зеркала 4 5, фокусирующие линзы 6, 7, направляющие излучение на образец 8, источник питания 9, зашунтированный емкостью С, сопротивление нагрузки 10, усилитЪль 11, осциллограф 12. Настоящий способ измерения более чем на порядок повышает точность измерения коэффициента диффузии и диффузионной длины неосновных носителей, поскольку точность определения глубины залегания слоя объемного заряда р-п -перехода не более 10,1мкм, а точность временных измерений определяется возможностями регистрирующего устройства и при использовании стробоскопических осциллографов не превышает 1.0,5 нсек. „ Все это позволяет значительно расширить класс измеряемых полупроводНИКОВ за счет добавления материалов с малыми диффузионными длинами, например типа А,В§ , у которых L не превышает 20-30 мкм. Кроме того, значительно сокращается время, необходимое для получения истинного результата, поскольку при использовании существующих методик из-за их невысокой точности требуются дополнительные косвенные измерения. Пример. Коэффициенты диффузии о и диффузионная длина носителей L измерялись в слаболегированном Go As с концентрацией носителей . Для этого на g -подложке выращивают слаболегированные слои п -типа с толщиной п-6аАь ( 35 мкм. Контакт к р -стороне наносят сплошным, а к п-стороне локальным, что дает возможность освещать п -поверхность сфокусированным пучком лазерного импульсного излучения. Уровень возбуждения носителей соответствует концентрации . Биполярный коэффициент диффузии неосновных носителей определяют по осциллограммам фототока при нескольких смещениях на р-п -переходе, т.е. расстояниях до р-л -перехода о поверхности Х 30,6 мкм и Х. 25 мкм, при этом выбирают момент времен.и t 8 нсек. Получено D- 42 . Диффузионная длина неосновных носителей, найденная по наклону зависимости tjQj-flxl , где X - расстояние от р-п перехода до освещенной поверхности, равна 10 мкм. Формула изобретения 1, Способ измерения электрических параметров полупроводниковых материалов, включающий создание на измеряемом материале р-п -перехода, приклады вание к нему напряжения в запорном направлении, освещение коротким по отношению к времени жизни неосновных носителей импульсом света участка образца, удаленного от р-п -перехода на расстояние порядка диффузионной длины, и измерение тока, протекаю щего в цепи р-п -перехода, отличающийся теМ|ЧТО, с целью повы шения точности измерения коэффициента диффузии, одновременно с участком,уда ленным от р-п -перехода, освещают таким же импульсом и р-п -переход. iJ.. Способ по п. 1,отличающ и и с я тем, что р-п -переход создают на удалении от поверхности порядка диффузионной длины с уровнем легирования прилег-ающего к поверхности слоя, меньшим уровня легирования подложки, 3. Способ по пп. 1 и ;i, о т л и чающийся тем, что, с целью определения диффузионной длины, измерв кия повторяют при нескольких смеше-. ниях р-п- перехода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. М . Ettenbersl , Н. Kreissein , S.U.CfMfber t Т. Аррб Pbr-yS . 2.-Алферов Ж. И., Андреев В. М., Гарбузов Д. 3., Трукан М. К. ФТП, 8, 561, 1974. 3. Павлов Л. П. Методы определения основных параметров полупроводВысшая шкониковых материалов.
