Способ определения параметров полупроводников

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, основанный на разогреве носителей тока светом при охлаждении образца, измерении термомагнитной ЭДС и определении поперечного коэффициента Нернста-Эттингсгаузена , отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа путем обеспечения определения энергии связи носителя заряда на мелком нейтральном центре, устанавливают интенсивность света I, удовлетворяющую условию 10..I.. oi,i- термомагнитную ЭДС измеряют в интервале температур 0,01 - Т , К к. из зависимости Q f(T) находят температуру TO, при которой Q обращается в нуль, а искомый параметр вычисляют по формуле ,9 kTo, где N (см ) концентрация акцепторной примеси в случае полупроводника п-типа и донорной в случае полупроводника р-типа; (смЪ концентрация донорной N, примеси в случае полупроводника п-типа и акцепторной - в случае полупроводника i р-типа; (с), (с) времена жизни неравDA новесных носителей заряда и донорно-акцепторной пары соответственно; oi(cM ) коэффициент поглощения света; k (эрг/град) - коэффициент Больцмана; (эрг) энергия основного соМ стояния мелкого нейтрального донорного центра Ед в случае полупроводника п-типа или энергия основного состояния мелкого нейтрального акцепторного центра Ед в случае полупроводника р-ТИПг1 .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (Я) 4 Н 01 1 21 66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

М

ВС-"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; 13

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ заряда и донорно-акцепторной пары соответственно;

К (см ) — к о эффициент п о глощения света; (эрг/град) — коэффициент Больцмана;

Е (эрг) — энергия основного сом стояния мелко ro нейтрального донорного центра EA в случае полупроводника п-типа или энергия основного состояния мелкого нейтрального акцепторного центра Ед в случае полупроводника р-тип,".

Nz Ni

10 -- ) I) — —— л э ф, 0(р, (21) 3739205/24-25 (22) 07.05.84 (46) 07,02.87, Бюл, М - 5 (71) Физико-технический институт им. А,Ф,Иоффе (72) Э.З,Имамов, H.М.Колчанова и И.Н.Яссиевич (53) 621.382 (088.8) (56) Гершензон E.H. и др. Об энергии связи носителя .заряда с нейтральным примесным атомом в германии и кремнии. Письма ЖЭТФ, 1971, т.14, в,5, с. 281-283.

Авторское свидетельство СССР

У 860650, кл, Н 0 1 L 21/66, 1980. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, основанный на разогреве носителей тока светом при охлаждении образца, измерении термомагнитной ЭДС и определении поперечного коэффициента Нернста-Эттингсгаузена, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа путем обеспечения определения энергии связи носителя заряда на мелком нейтральном центре, устанавливают интенсивность света I удовлетворяющую условию термомагнитную ЭДС измеряют в интерЕм Ем вале температур 0 01 -- с Т вЂ”

k k из зависимости Q =f(T) находят температуру Т,, при которой Q обращается в нуль, а искомый параметр вычисляют по формуле Е=1,9 kT,, где N (см ) — концентрация акцеп1 торной примеси в случае полупроводника и-типа и донорной— в случае полуйроводника р-типа;

-Э

N (см ) — концентрация донорной

1 примеси в случае по-. лупроводника и-типа и акцепторной — в случае полупроводника р-типа; ь(с), ь рд(с) — времена жизни неравновесных носителей

1195856

10N

> f) CC. ь где N „(см

N (C1I

-3 лупроводника и-типа и GlcIIEflторной в случае полупроводника р-типа;

gg 7д

l ь

1 ь ч ю

ВНИИПИ Заказ 7828/2

Тираж 7? 1

Подпис ное

Произв.-полигр, IIp-òèl., г. Ужгород, ул. Проектная, ч

Изобpåтение cITI!осится к полупроводниковой технике и может быть использовано для определения энергии связи носителя заряда Ila мелком нейтральн ом центре в полупроводниках, Целью изобретения является расши— рение функциональных возможностей способа путем обеспечения определения энергии связи носителя заряда на мелком нейтральном центре, 1О

Изобретение поясняется чертежом, где приведены зависимости поперечного коэффициента Нернста-Эттингсгаузена от температуры для двух образцов из ГаЛя п-типа проводимости с различным содержанием примеси.

П ð è ì å ð. Энергия связи носителя заряда (электрона) »а мелком нейтральном центре (доноре) определена в кристаллах СаАь и-типа. Были взяты образць1 эпитаксиального материала СаЛя с концентрацией электро14 -3 нов и = 5 10 см и n = 10 см удовлетворяющих условию

Ni Сд д

) — концентрация акцепторной примеси в слу30 чае полупроводника п-типа и донорной в случае полупроводника р-типа;

) — концентрация донорной примеси в случае по1 — интенсивность света, освещающе го полупроводник; с!с), 1, „(с) — время жизни неравновесных носителей заряда и донорно-акцепторной пары соответственно;

III.(cM 7 — коэффициент поглощения проводника р-типа

Образец помещен в магнитное поле, имеющее напряженность Н = 1 кЭ, освещен светом с энергией квантог 1,59 эВ, В температурном интервале 1,8-80 К, Вм что удовлетворяет условию 0 01 -- (Т(k м где Ем (эрг) — энергия основного состояния мелкого нейтрального донора, а в случае полупроводника п-типа, или энергия основного состояния мелкого нейтрального акцепторнбго центра, в случае полупроводника р-типа, (эрг/град) — постоянная Больцмана, была измерена зависимость от температуры ЭДС Нернста-Эттингсгаузена и рассчитана зависимость поперечного коэффициента Нернста-Эттингсl гаузена Q от температуры для двух образцов с различным содержанием мелких донорных центров. Эти зависимости приведены на чертеже и из них видно, что температура, при которой Q = О, 1 для обоих обра-цов Т = 3,6+О, 1 К, Энергия связи электрона на нейтральном донорном центре, рассчитанная по формуле Е = 1,9 kT равна

6,0 10 " эВ.