Способ измерения контактной разности потенциалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I I) (51)5 G 01 R 31/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4858021/21 (22) 06.08.90 (46) 30.09.92. Бюл. М 36 (71) Воронежский государственный университет им. Ленинского комсомола (72) В.С.Питанов (56) Родерик Э.Х. Контакт металл-полупроводник. M.: Радио и связь, 1982, с. 209.

А.М. Coodman, j. Applied Physics, 1963, 34, М 2, рр. 329-338. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНТАКТНОЙ

РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике измерения параметров полупроводниковых приборов, в частности к измерению параметров выпрямленных контактов металл-полупроИзобретение относится к технике измерения параметров полупроводниковых приборов, в частности к измерению параметров выпрямляющих контактов металл-полупроводник, и может быть использовано при исследованиях, разработке и технологическом контроле в производстве полупроводниковых приборов на основе указанных контактов.

Известны способы определения контактной разности потенциалов в выпрямляющих контактах металл-полупроводник, включающие в себя измерение температурной зависимости прямого тока через контакт или спектральной зависимости фототока в контакте, графическую обработку полученных зависимостей для определения высоты потенциального барьера в контакте, измерение концентрации основных носителей. заряда в полупроводнике и вычисление по полученным данным искомой контактной разности потенциалов. водник, и может быть использовано при исследованиях, разработке и технологическом контроле в производстве полупроводниковых приборов на основе указанных контактов. Сущность изобретения: способ измерения контактной разности потенциалов в контакте металл-полупроводник включает подачу на контакт различных по величине напряжений прямого смещения с одновременным измерением емкости контакта до достижения емкости контакта постоянной величины и производят фиксирование этого напряжения, которое равно по абсолютной величине контактной разности потенциалов в контакте металл-проводник, Недостатками укаэанных способов являются косвенный характер получения величины контактной разности потенциалов, трудоемкость и большая продолжительность измерений, необходимость дополнительной машинной или графической обработки результатов прямых измерений и, наконец, необходимость дополнительного измерения концентрации основных носителей заряда в полупроводнике.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу измерения контактной разности потенциалов в контакте металл-полупроводник является способ, согласно которому измеряют емкость контакта С при нескольких значениях обратного смещения V, строят график зависимости

С (V) выделяют на нем линейный участок, -г который затем экстраполируют до пересечения с осью напряжений смещения, а контактную разность потенциалов находят как сумму получаемого напряжения пересече1765788

Формула изобретения

Способ измерения контактной разности потенциалов в контакте металл-полупроводник, включающий подачу на контакт различных по величине напряжений смещения с одновременным измерением емкости контакта, о т л и ч а ю щ и и С я тем, что, с целью увеличения быстродействия и повышения точности измерений, регистрацию емкости контакта производят при подаче на контакт напряжения прямого смещения, которое изменяют до достижения емкости контакта постоянной величины и фиксируют это напряжение, которое равно по абсолютной величине контактной разности потенциалов в контакте металл-полупроводник, 30

Составитель В. Питанов

Техред М.Моргентал Корректор А, Ворович

Редактор Т. Орлова

Заказ 3384 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

kT ния и термического потенциала Чт = — (k—

Ц постоянная Больцмана; q — заряд электрона; Т вЂ” термодинамическая температура контакта).

Однако этот способ обладает рядом существенных недостатков. Во-первых, он требует больших затрат времени не только на непосредственные измерения, но и на дополнительную машинную или графическую обработку их результатов, в связи с чем из-за косвенности нахождения искомой величины снижены быстродействие и оперативность получения результата. Во-вторых, указанные причины снижают производительность процесса определения контактной разности потенциалов. Поэтому применимость известного способа обычно ограничивается лишь лабораторными условиями, а малое быстродействие и низкая оперативность препятствуют его применению для технологического контроля в массовом производстве. В-третьих, косвенный характер определения контактной разности потенциалов снижает точность ее получения, Прежде всего, это связано с удвоением погрешности измерения емкости при нахождении обратного квадрата емкости, а также с погрешностью линеаризации зависимости С (V).

Целью изобретения является увеличение быстродействия и повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что на измеряемый контакт металл-полупроводник подают различные по величине напряжения смещения с одновременным измерением емкости контакта, регистрацию емкости производят при подаче на контакт прямого смещения, которое изменяют до тех пор, пока величина емкости контакта станет постоянной, и фик.сируют это напряжение, которое по абсолютной величине равно контактной разности потенциалов в контакте металлполуп роводник.

Способ иллюстрируется следующим примером применительно к серийному диоду КД 514, содержащему контакт золота к кремнию электронной проводимости. Емкость диода при прямом смещении измеряется известным устройством, позволяющим измерять емкости с низкой добротностью и большими потерями. Согласно данному способу на диод подают регулируемое прямое смещение и, регистрируя величину емкости контакта, напряжение смещения изменяют до тех пор, пока емкость не перестанет зависеть от смещения. При точности регистрации постоянства емкости +5 эта емкость для указанного диода составляет (3,1+-0,2) п Ф. Затем фиксируют величину напряжения смещения, при котором емкость стала постоянной. Для испытуемого контакта Au/n-Si это напряжение составляет (431 «3) мВ и по абсолютной величине равно искомой контактной разности потенциалов, При этом точность измерения напряжения, т.е, величины контактной разности потенциалов, составляет 0,7 .