Способ определения дрейфовой скорости носителей заряда в полупроводнике

Авторы патента:

G01N22 - Исследование или анализ материалов с использованием сверхвысоких частот (G01N 3/00- G01N 17/00,G01N 24/00 имеют преимущество)

Изобретение относится к области СВЧ-техники и может использоваться при диагностике.плазмы твердого тела , а также в приборах,использующих ударную ионизацию в полупроводнике. Расширяются функциональные возможности путем обеспечения измерения дрейфовой скорости неосновных носителей зарядов (ДСННЗ). Исследуемый полупроводник (ИПП) 2 помещают в отрезок 1 прямоугольного волновода, включенный в СВЧ-тракт. На ИПП 2 подают слабое эл. поле источника 3 постоянного тока и измеряют его сопротивление R, Затем создают ударную ионизацию путем подключения источника 4 импульсного постоянного тока. При отключенном регулируемом сопротивлении 8 по осциллограмме нарастания напряжения на ИПП 2, наблюдаемой на осциллографе 5 с диф. входом, определяют время жизни носителей заряда tg При подключении регулируемого сопротивления 8 к осциллографу 5 за время короче О, Гц после окончания импульса импульсного S I (Л ю ел о 09 го со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 N 22 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3850840/24-09 (22) 25. 01. 85 (46) 15.08.86. Бюл. Р 30 (71) Ордена Трудового Красного

Знамени институт физики полупроводников АН ЛитССР (72) К.К. Репшас и А.Л. Скучене (53) 621.31?.39 (088.8) (56) Асаускас P. и др. Максимальная дрейфовая скорость электронов и ан- тимонида индия при 77 К. ФТП, 1980, т. 14, вып. 12, с. 2323-2328. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДРЕЙФОВОЙ

СКОРОСТИ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПОЛУПРОВОДНИКЕ (57) Изобретение относится к области

СВЧ-техники и может использоваться при диагностике плазмы твердого тела, а также в приборах, использующих ударную ионизацию в полупроводнике.

„„SU „„1250923 A 1

Расширяются функциональные возможности путем обеспечения измерения дрейфовой скорости неосновных носителей зарядов (ДСННЗ). Исследуемый полупроводник (ИПП) 2 помещают в отрезок 1 прямоугольного волновода, включенный в СВЧ-тракт. На ИПП 2 подают слабое эл. поле источника 3 постоянного тока и измеряют его сопротивление R, . Затем создают ударную ионизацию путем подключения источника 4 импульсного постоянного тока. При отключенном регулируемом сопротивлении 8 по осциллограмме нарастания напряжения на ИПП 2, наблюдаемой на осциллографе 5 с диф. входом, определяют время жизни носителей заряда При подключении регулируемого сопротивления 8 к осциллографу 5 за время короче 0,1(„ после окончания импульса импульсного

1 250923

СВЧ-поля измеряют сопротивление

ИПП 2 (R„) . Через время „опять подают импульсный ток такой величины, чтобы проявлялось увеличение сопротивления ИПП 2, и измеряют соИзобретение относится к СВЧ-технике и может быть использовано в научных исследованиях для диагностики плазмы твердого, тела, а также при разработке СВЧ-приборов, использующих ударную ионизацию в полупроводнике.

Цель изобретения вЂ” расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерений дрейфовой скорости неосновных носителей заряда.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ определения дрейфовой скорости носителей заряда в полупроводнике.

Устройство содержит включенный в СВЧ-тракт отрезок 1 прямоугольного волновода, в котором размещен исследуемый полупроводник 2, источник 3 постоянного тока, источник 4 импульсного постоянного тока, осциллограф 5 с дифференциальным входом, постоянные резисторы 6 и 7, регулируемое сопротивление 8, сопротивление 9 и конденсатор 10, развязывающие источники 3 и 4.

Устройство работает следующим образом.

После охлаждения исследуемого полупроводника 2 до температуры жидкого азота измеряют его сопротивление в слабом не греющем носители заряда электрическом поле от источника 3. Затем создают ударную ионизацию путем подключения источника, развивающую в исследуемом полупроводнике 2 импульсное СВЧ электромагнитное поле Е, и, отключив вход дифференциального усилителя осциллографа 5 от сопротивления 8, по осциллограмме нарастания напряжения на исследуемом полупроводнике 2, определяют время жизни носителей заряда. Подключают вход дифференциального усилителя осциллографа 5 ! противление ИПП 2 R„. ДСННЗ, усредненная за период колебанич СВЧ определяется по формуле U„

= (.,)/In (R,/R )) (R R,)/R,, где L вЂ” длина полупроводника ° 1 ил. к сопротивлению 8. За время короче

0,1 после окончания импульса импульсного СВЧ электромагнитного поля, т.е. пока концентрация избыточных носителей заряда не успела заметно измениться измеряют сопротивление исследуемого полупроводника

2 Rn.

Опять включают импульсное СВЧ10 электромагнитное поле той же величины. Напряженность СВЧ электрического поля Е „ определяют по изменению сопротивления (вследствие разогрева носителей заряда) образца, сделанно15 го из n Si который не возмущал СВЧ электромагнитного поля в отрезке 1 и через тонкую слюдяную прокладку прикреплен параллельно к исследуемому полупроводнику 2. СВЧ электро20 магнитное поле в нем такое же, как в исследуемом полупроводнике 2.Чтобы удобнее было следить за проявлением увеличения сопротивления исследуемого полупроводника из-за

25 извлечения из него избыточных носителей заряда, дополнительный им,пульсный постоянный ток включают спустя время „ от начала импульса импульсного СВЧ электромагнитного

30 поля ° Импульсный постоянный ток увеличивают до значения, при котором проявляется увеличение сопротивления полупроводника.

За время короче 0,1 с начала задних фронтов обоих импульсов измеряют сопротивление исследуемого поо лупроводника 2 R в электрическом поле. По формуле рассчитывают усредненную за период колебаний СВЧ электромагнитного поля дрейфовую скорость U,„> неосновных носителей заряда.

1250923

Формула из обретения

1 R вЂ” R гр

3Ь т En(R где L вЂ” - длина полупроводника.

Составитель P. Кузнецова

Техред И,Гайаош Корректор С. Шекмар

Редактор С. Лисина

Заказ 4402/38

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Способ определения дрейфовой скорости носителей заряда в полупроводнике, заключающийся в подаче на полупроводник постоянного тока и воздействия импульсным СВЧ электромагнитным полем и измерении сопротив 0 лений R,, R„ полупроводника соответственно до и после воздействия импульсным СВЧ электромагнитным полем, о т, л и ч а ю шийся тем,что,с целью расширения функциональных воз15 можностей путем обеспечения измерения дрейфовой скорости неосновных носителей заряда, измеряют время жизни носителей заряда „ по релаксации постоянного тока при включе20 нии импульсного СВЧ электромагнитного поля, дополнительно воздействуют на полупроводник импульсами йостоянного тока, изменяют их величину до значения, при котором наблюдается увеличение сопротивления полупроводника, прекращают воздействие импульсами постоянного тока и импульсного СВЧ электромагнитного поля, после чего эа время меньше О, 1i„ измеряют сопротивление R полупроводника и определяют дрейфовую скорость Ч„ > неосновных носителей заряда, усредненную эа период колебаний СВЧ электромагнитного поля по формуле

Похожие патенты:

Свч-интерферометр // 1250922

Изобретение относится к области техники бесконтактного исследования для анализа турбулентных сред

Способ определения параметров магнитных материалов // 1249412

Изобретение относится к измерительной технике

Сверхвысокочастотный влагомер // 1245965

Изобретение относится к радиотехнике

Способ получения трехмерного изображения // 1245964

Изобретение относится к радиотехнике

Способ определения влажности диэлектрических материалов // 1245963

Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано в качестве экспресс-метода в полевых условиях для определения средней по глубине влажности торфа при разведке и эксплуатации торфяных .месторождений

Устройство для определения параметров электромагнитных волн в твердом теле // 1244574

Изобретение относится к измерительной технике

Волноводная ячейка для определения влажности жидких материалов // 1242783

Изобретение относится к технике измерения физ

Автоматический свч-влагомер // 1242782

Изобретение относится к технике измерений на СЕЧ и м.б

Способ обнаружения трещин в листовых диэлектриках // 1242781

Изобретение относится к технике СВЧ-измерений

Устройство для измерения распределения концентрации электронов в плазме // 1236884

Способ исследования подповерхностных слоев объектов // 2101694

Изобретение относится к радиолокации, а именно к способам исследования подповерхностных слоев различных объектов

Способ изменения свойств материалов и устройство для его осуществления - генератор "эмитоп" // 2102233

Изобретение относится к созданию материалов с заданными свойствами при помощи электрорадиотехнических средств, что может найти применение в химической, металлургической, теплоэнергетической, пищевой и других отраслях промышленности

Датчик поточного влагомера // 2102731

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения влажности, и может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, где влажность является контролируемым параметром материалов, веществ и изделий

Способ определения диэлектрической проницаемости материала // 2103673

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике измерений макроскопических параметров сред и материалов, и, в частности, может использоваться при неразрушающем контроле параметров диэлектрических материалов, из которых выполнены законченные промышленные изделия

Устройство для контроля электромагнитной сплошности поверхности изделий // 2103674

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для неразрушающего контроля состояния поверхности конструкционных материалов и изделий и может быть использовано в различных отраслях машиностроения и приборостроения

Устройство для контроля дефектов в изделиях из диэлектрических материалов // 2103700

Изобретение относится к технике измерений с помощью электромагнитных волн СВЧ диапазона и может использоваться для дефектоскопии строительных материалов различных типов с различной степенью влажности

Компьютерный томограф // 2103920

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может использоваться для томографического исследования объектов и медицинской диагностики при различных заболеваниях человека, а также для лечения ряда заболеваний и контроля внутренних температурных градиентов в процессе гипертермии

Способ определения границ фазовых переходов в полимерах // 2104515

Изобретение относится к области исследования свойств и контроля качества полимеров в отраслях промышленности, производящей и использующей полимерные материалы

Способ исследования объектов квч воздействием // 2108566

Изобретение относится к исследованию объектов, процессов в них, их состояний, структур с помощью КВЧ-воздействия электромагнитных излучений на физические объекты, объекты живой и неживой природы и может быть использован для исследования жидких сред, растворов, дисперсных систем, а также обнаружения особых состояний и процессов, происходящих в них, например аномалий структуры и патологии в живых объектах

Устройство для измерения сплошности потоков криопродуктов // 2108567

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения сплошности потоков диэлектрических неполярных и слабополярных сред, преимущественно криогенных