1
Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для определения рекомбинационных параметров полупроводников .
Известен способ определения скорости поверхностной рекомбинации носителей тока полупроводников, основанный на пропускании через прямоугольную полупроводниковую пластину, помещенную в магнитное поле, электрического тока и измерении сопротивления.
В этом способе пластину изготовляют толщиной, большей длины биполярной диффузии носителей тока, а на противоположной исследуемой стороне пластины создают область с большой скоростью поверхностной рекомбинации 1 .
Недостатком этого способа является низкая точность и высокая трудоемкость измерений. .
Известен также способ определения скорости поверхностной рекомбинации, основанный на облучении пластины полупроводника электромагнитным излучением, измерении фототока и определении коэффициента поглощения. При этом скорость поверхностной рекомбинации эпределяют из спектральных зависимостей коэффициента поглощения и фотопроводимости 2.
Недостатком этого способа является низкая точность и высокая трудоемкость измерений.
Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости измерений .
0
Поставленная цель достигается тем, что после определения коэффициента поглощения пластину помещают в магнитное поле, перпендикулярное электрическому полю, изменяют величину нап5ряженности магнитного поля до величины, при которой фототок равен фототоку при отсутствии магнитного поля, и рассчитывают скорость поверхностной рекомбинации на облучаемой
0 поверхности пластины по формуле
РакТ
006 d(aL2eE Ko -2KT)
25
Xiyi-v/tJp
аНгде
d - полутолщина пластины; L - диффузионная длина;
30
Е - напряженность электрического поля;
Кр - коэффициент поглощения;
D - коэффициент диффузии; подвижности электронов и дырок;
Hj. - напряженность магнитного ПОЛЯ;
е - заряд электрона;
К -постоянная Больцмана;
Т - абсолютная температура; I .с - скорость света.
На фиг. 1 представлена схема установки для реализации способа; на фиг. 2 - кривые распределения носителей тока по толщине пластины полупроводника, где кривая 1 - распределение косителей при отсутствии магнитного поля, но при наличии облучения пластины, а кривая 2 - распределение при наличии облучения и магнитного поля; на фиг. 3 представлена спектральная зависимость фотопроводимости при наличии и отсутствии магнитного поля, кривая 1 и кривая 2, соответственно.
Способ осуществляется следующим образом.
При облучении светом в полупроводниковом кристалле, ТОЛ1ДИНОЙ с . асимметрично обработанными поверхностями, возникает распределение носителей тока по толщине эгото кристалла (фиг. 2 кривая I). Поместив полупроводниковый кристалл в. перпендикулярно направленные электрическое и магнитное поля,так, чтобы сила Лоренца была направлена к освещаемой поверхности, получаем перераспределение носителей тока, доказанное на фиг. 2 кривая 2. Это перераспределение носителей тока приводит к изме нению фэтотока, регистрируемого-на сопротивлении нагрузки.Спектрал.ьная зависимость фотопроводимо.сти в магнитном поле и без него представлена кривыми 1 и 2 на фиг.3.В области силного и слабого поглощения имеются точки пересечения фстотоков в:магнитном поге и без него, В области слабого поглощения, т.е. KO« 1 и SOCB ST-CNV венетво фотртоков в точке пересечения выполняется при условии
-|:;-(||25И--(|с, где p ---f; s(.-)-. SociJL
D
-У -. . „ .
1 2ltT С 2.
- коэффициент поглощения в точке пересечения; - полутолщина образца; - диффузионная длина носителей тока;
D - коэффициент диффузии;
Е - напряженность электрического
поля;
k - постоянная Больцмана; подвижность электронов и ды. рок; с - скорость света; .
Н напряженность магнитного поля; осв скорость поверхностной рекомбинации на освещаемой поверхft ности.
При измерении S предлагаемым методом нет необходимости в определении спектральной зависимости фотопроводимости от коэффициента поглощения. Достаточно знать KQ при одном значе5 НИИ Д., и 3 дальнейшем ,изменяя напряженность магнитного поля Н, добиваться пересечения, фототоков в этой точке. Это снижает трудоемкость измерений. Высокая точность достигается 0 тем, что измерения проводятся в области слабого поглощения. В этой области коэффициент поглощения можно определит5 достаточно точно, как отсутствуют интерференционные явле, ния, влияющие на точность измерения.
Пример. Измерения S проводятся на образцах из п - LnSb толщиной 50 мкм после обработки в СР-4. При облучении светом, с длиной волны Ло 6,25 мкм, что соответствует Ко 800 , по формуле определяют S(-) 0,2, что соответствует размерной .Это значение хорошо согласуется со значением Synih полученным известным способом.
Формула изобретения
Способ определения скорости поверхностнрй рекомбинации, основ.анный на облучении пластины полупроводника электромагнитным излучением,измерении фототрка и определении коэффициента поглощения, отличающийся тем, что, с целью повышения Точности
и снижения трудоемкости измерений, после определения коэффициента поглощения пластину помещают в магнитное поле, перпендикулярное электрическому.полю/ изменяют величину напряженности магнитного поля до величины, при которой фототек равен фототоку ,при отсутствии магнитного поля, и рассчитывают скорость поверхностной рекомбинации на облучаемой поверхности пластины по формуле
сВакТ
а(аиЧЕ,.к :Г2;ГтТ
- И--Л Р
H-L
а где
d - полутолщина пластины; L - диффузионная длина;
EX - напряженность электрического поля;
KO - коэффициент поглощения;
D - ко;й1 фициент диффузии; А подвижности электронов и дырок;
Н - напряженность магнитного поля;
е - заряд электрона;
k - постоянная Больцмана;
,С -скорость света,
Т -абсолютная температура..
Источники информации, ,принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР 5 489049, кл. G 01 R 31/22, 1974.
2.Субашиев В.К., Петрукевич В.А, Дубровский Г,Б.-Физика твердого тела , 1960, вып.5, т.2.
Ф1Н.1
Ли
мнм
Фиг.3
