Способ исследования полупроводниковогоматериала

 

т

ОПИСАН И Е

ИЗОЫЕтЕНИЯ

3I7993

Союз Советскик

Социалистическиз

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ф в; Ь

"" ), ф

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 27. Х.1969 (№ 1372671/26-25) с присоединением заявок № 1372676 26-25, 1372677/26-25, 1372678/26-25, 1372679/26-25, 1372680/26-25

Приоритет

МПК G Оlг 29/00

Н Oll 7/00

Комитет по делам изоооетений н открытий

УДК 621.315,592:537.311.,,33 (088.8) Опубликовано 19.Х.1971. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 22.ХП.1971 при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Э. Э. Клотыньш

Физико-энергетический институт АН Латвийской ССР

Заявитель

СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО

МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к физике и технике полупроводников, а именно к способам исследования физических свойств полупроводниковых материалов, что необходимо для определения области их применения.

Исследование полупроводниковых материалов путем определения изменения их уделыного сопротивления в магнитном поле, или холловской подвижности, или коэффициента

Нернста — Эттингсгаузена, или эффекта Холла, или дифференциальной термо-э.д.с., или удельной электропроводности материала хорошо известно и широко применяется при исследовании физических свойств полупроводниковых материалов. Однако с помощью этих способов трудно всесторонне исследовать полупроводниковые материалы в широком интервале физических свойств, например концентрации носителей заряда, или степени компенсации и т. д.

Цель изобретения состоит в том, чтобы исследовать характеристики полупроводниковых материалов, например магнетосопротивление, холловскую подвижность, коэффициент Нернста — Эттингсгаузена, эффект Холла, дифференциальную термо-э.д.с., удельную электропроводность в широком интервале физических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что после исследования характеристик в образце полупроводникового материала характеристи ки в широком интервале физических свойст этого материала исследуются с помощью мно гократной диффузии быстродиффундирующи примесей, например меди, натрия, лития, данный полупроводниковый материал. С по мощью диффузии легко управлять концентрацией вводимой примеси, используя температурную зависимость растворимости примеси в

10 полупроводниковом материале. Следователь) но, изменяя температуру диффузии, можно управлять физическими свойствами полупроводниковых материалов.

Диффузию проводят до тех пор, пока полу15 проводниковый материал не станет однород ным, т. е. достигается предел растворимости данной примеси при выбранной температур диффузии во всем объеме полупроводникового материала. После диффузии полупроводнико

20 вый материал быстро охлаждают, чтобы со хранилось равномерное распределение приме си в объеме материала, характерное для температуры диффузии.

После .каждой диффузии исследуются соот25 ветствующие характеристики полупроводникового материала. В том случае если необходимо исследовать свойства полупроводникового ма териала с градиентом примеси, время диффу зии при данной температуре уменьшают ил

30 поддерживают градиент температуры на полу317993

65 проводниковом материале во время диффузии.

Исследование магнетосопротивления при

150 К в арсзниде галлия с помощью многократной диффузии меди.

В исходном образце п-типа арсенида галлия

Iр магнетосопротивление было 0,55 /р. Проведя в образце lр при 853 К диффузию меди, получили образец р-типа 1> с магнетосопротивлением 0,73 /р. Проведя в образце 1> диффузию меди при 923 К, получили образец р-типа 1> с магнетосопротивлением 0,67 /р. Проведя в образце 1 диффузию меди при 1023 К, получили образец р-типа 1> с магнетооопротивлением

0,62Р/р. Проведя в образце 1> диффузию меди при 1123 К, получили образец р-типа 14 с магнетосопротивлением 0,38 /р. Проведя в образце

14 диффузию меди при 1223 К, получили образец р-типа 1р с магнетосопротивлением 0,15 /р.

Таким образом, сочетая исследование магнетосопротивления с многократной диффузией меди на основе одного исходного образца, можно исследовать магнетосопротивление в арсениде галлия в широком интервале физических свойств.

Кроме того, экономятся средства, так как вместо шести образцов с примерным весом

2,4 г фактически используется один образец с весом 0,4 г.

Исследование холловской подвижности при

300 К в арсениде галлия на основе исходного образца п-типа lр с помощью многократной диффузии меди.

В исходном образце п-типа арсенида галлия

lр холловская подвижность была 2470 см /

/в сек. Проведя в образце Iр при 973 К диффузию меди, получили образец п-типа I> с холловской подвижностью 1700 см /в сек. Проведя в образце 1 диффузию меди при 1023 К, получили образец р-типа 1> с холловской подвижностью 76 см /в сек. Проведя в образце l диффузию меди при 1123 К, получили образец р-типа lз с холловской подвижностью

115 см- /в сек. Проведя в образце Iз диффузию меди при 1223 К, получили образец 14 р-типа с холловской подвижностью 120 смР/в сек.

Таким образом, путем многократной диффузии меди в этом случае исследовали холловскую подвижность в широком интервале физических свойств.

Исследование эффекта Нернста-Эттингсгаузена при 300 К в арсениде галлия путем многократной диффузии меди.

В исходном образце п-типа арсенида галлия

lр коэффициент поперечного эффекта НернстаЭттингсгаузена был — 1,1 10 — р ед. СГСМ.

Проведя в образце lр диффузию меди при

853 К, получили образец р-типа 1 с коэффициентом поперечного эффекта Нернста-Эттингсгаузена 7,5. 10-р ед. СГСМ. Проведя в образц 1> диффузию меди при 023 К, получили образец р-типа 1 с коэффициентом поперечного эффекта Нернста-Эттингсгаузена 7,5 10 — р ед.

СГСМ. Проведя в образце 1 диффузию меди при 1023 К, получили образец р-типа 1> с коэффициентом поперечного эффекта НернстаЭттингсгаузена 7,1 ед. СГСМ. Проведя в образце 1р диффузию меди при 1123 К, получили образец р-типа 14 с коэффициентом поперечного эффекта Нернста-Эттингсгаузена 5,2 10 — ед. СГСМ. Проведя в образце 1. диффузию меди при 1223 К, получили образец р-типа 1;, с коэффициентом поперечного эффекта Нернста-Эттингсгаузена 3,3 10 — з ед. СГСМ.

Таким образом, сочетая исследования эффекта Нернста-Эттингсгаузена с многократной диффузией меди на основе одного исходного образца, можно исследовать эффект

Нернста-Эттингсгаузена в арсениде галлия в широком интервале физических свойств.

Исследование арсенида галлия на основе одного исходного образца lр при 300 К путем измерения эффекта Холла и многократной диффузии меди.

В исходном образце и-типа lр коэффициент

Холла составил — 2,98 смр/к, Проведя диффузию меди при 973 К, получили новый образец и-типа 1> с коэффициентом Холла 14,2 см /к.

Проведя в образце 1 диффузию меди при

1023 К, получили образец р-типа 1 с коэффициентом Холла 32900 см /к. Проведя диффузию меди в образце 1 при 1123 К, получили образец р-типа 1> с коэффициентом Холла

1200 смз/к. Проведя диффузию меди в образце 1> при 1223 К, получили образец р-типа 14 с коэффициентом Холла 297 смз/к.

Таким образом, сочетая исследование эффекта Холла с,многократной диффузией меди, на основе одного исходного образца можно исследовать и коэффициент Холла в широком интервале физических свойств.

Исследование дифференциальной термоэ.д.с. при 300 К в арсениде галлия путем многократной диффузии меди, В исходном образце арсенида галлия п-типа

I р дифференциальная термо-э.д.с была

144 мкв/ К. Проведя в образце lр при 973 К диффузию меди, получили образец п-типа 1< с дифференциальной термо-э.д.с. 220 мкв/ К.

Проведя в образце 1 диффузию меди пр.и

1023 К, получили образец р-типа 1, с дифференциальной термо-э.д.с, 1180 мкв/ К. Проведя в образце 1 диффузию меди при 1123 К, получили образец р-типа 1> с дифференциальной термо-э.д.с. 1045 мкв/ К. Проведя в образце 1> диффузию меди при 1223 К, получили образец р-типа 14 с дифференциальной термо-э,д.с.

870 мкв/ К.

Таким образом, сочетая исследование дифференциальной термо-э.д.с. с многбкратной диффузией меди, на основе одного исходного образца можно исследовать дифференциальную термо-э.д.с. в арсениде галлия в широком интервале физических свойств.

Исследование арсенида галлия при 300 К на основе одного исходного образца Iр путем определения удельной электропроводности и многократной диффузии меди.

В исходном образце lр удельная электропроводность составила 827 ом-<. см- . Проведя диффузию меди при 973 К в образце lр, полу317993

Составитель М. Г. Лепешкина

Редактор Т. 3. Орловская Техред Л. В. Куклина Корректоры: А. Абрамова и М. Коробова

Заказ 3471/17 Изд. № 1464 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

5 чили образец п-типа 1> с удельной электропроводностью 111 ом — см †". Проведя в образце

11 диффузию меди при 1023 К, получили образец р-типа 1> с удельной электропроводностью 0,0022 ом — . см — 1. Проведя в образце

1> диффузию меди при 1123 К, получили образец р-типа 1з с уд льной электропроводностью

0,095 ом — см — 1. Проведя в образце 1з диффузию меди при 1223 К, .получили образец р-типа 14 с удельной электропроводностью

0,4 ом — 1 см — .

Таким образом, сочетая определение удельной электропроводности с многократной диффузией меди, на основе одного образца можно

6 ( (1 исследовать удельную электропроводность в, широком интервале физических свойств.

Предмет изобретения (Способ исследования полупроводникового материала путем измерения характеристик ма-, териала, отличающийся тем, что, с целью измерения характеристик в широком интервале, физических свойств, например в широком интервале концентраций носителей заряда, сте-, гени концентрации, измерение чередуют с многократной диффузией быстродиффундиру-, ющих примесей, например, меди, с последующим быстрым охлаждением.