Фотоэлетрический способ контроля параметров полупроводников
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистическик
Республик
<111790040 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (5! )М. Кл. (22) Заявлено 24. 08. 79 (21) 2811017/18-25
Ф с присоединением заявки М
Н 01 L 21/66
Icc Jдерстаеннын K0NHTc7
СССР де делам нэабретеннй н етарытн11 (23 ) П риори тет
Опубликовано 23.12.80. Бюллетень РЙ 47
Дата опубликования описания 25.12.80 (53) УДК 621.382 (088. 8) . (72) Авторы изобретения
В. А. Бывалый, Ю. А. Гольдберг, А. С. Волков и А. Г. Дмитриев
Ордена Ленина физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе и Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им.M.È.Калинина
1 впi-
95@» (71) Заявители (54)ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ
ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для контроля параметров варизонных полупроводников.
Известен фотоэлектрический способ контроля параметров полупроводников, основанный на облучении образца лазерным лучем, регистрации и восстановлении динамической голограммы. В этом способе о параметрах полупровод1Î ника судят по величине восстановленного сигнала 111, Известен также фотоэлектрический способ контроля параметров полупроводников, основанный на создании барьерного контакта на поверхности полупроводника, освещении полупро-. водника и измерении тока короткого замыкания (21, Недостатком этих способов является их непригодность для определения градиента ширины запрещенной эоны варизонных полупроводников.
Цель изобретения — определение градиента ширины запрещенной зоны варизонных полупроводников.
Поставленная цель достигается тем, что в способе, основанном на создании барьерного контакта на поверхности полупроводника, освещении полупроводника и измерении тока короткого замыкания, барьерный контакт создают на узкозонной поверхности полупроводника, освещение производят со стороны широкозонной поверхности полупроводника, измеряют зависимость тока короткого замыкания от энергии квантов света и по углу наклона этой зависимости, построенной в полулогарифмическом масштабе и lIQ известной длине смещения неравновесных носителей заряда вычисляют градиент ширины запрещенной эоны.
Если полуширина функции генерации меньше длины смещения неравновесных носителей L, то функция генерации
40 а фp) =g
g (у)=о
7д -7 2
I (е (р+ — „,)-е = (р-;))к (" +1 .) ь
20 хg(z,b4)dr+ е Jô(õ,И)о12., 25
Е7о/t- «а,e, Zo/ где ф=
61+ -D
6 Э
30 хо — расстояние на освещаемой поверхности для слоя объемного заряда;
5 — - скорость поверхностной рекомбинации;
D — коэффициент диффузии;
% — ширина слоя объемного заряда.
Учитывая, что Ь ((2О, получим вы+ фажение, описывающее спад фоточувствительности в коротковолновой части спектра
Формула изобретения
3 7900
g(X) может быть аппроксимирована (Pфункцией
ПPH бжрк
1ч Eg при всех ! 5 остальных, где Z -координата в направлении градиента ширины запретной зоны варизонного полупроводника;
g — постоянная величина;
Ед — максимальное значение ширины запрещенной зоны.
Подставляя в общее выражение для фототока лупроводника п ба1 хА х А с x=
=0,37, Варизонные слои изготавливаются методом жидкофаэной эпитаксии на подложках п-GaP.
На этих слоях вначале создается омический контакт вплавлением Ю в подложку, а затем барьерный- химическим осаждением Аи на узкозонную поверхность полупроводника.
Для освещения полупроводника используется монохроматор ДМР-4 с.лампой СИ-10 -300.
Энергия фотонов выбирается в интервале !,5+1,7 эВ в зависимости от значения минимальной ширины запретной зоны Egin, Измеряется экспоненциальная зависимость фототока короткого замыкания
) от hV ° Их этой зависимости, по наклону представляющей ее в полулогарифмическом масштабе прямой линии, определяется величина L+p)hEg I которая равна 0,01 эВ.
Независимым способом определяется значение l+ равное 1,7 мкм.
Значение h.Eg равно 60 эВ/см,, что с хорошей точностью совпадает со значением у Eg, определенным для этого образца на рентгеновском микроанализаторе.
Таким образом, в результате использования предлагаемого способа можно с высокой точностью и быстро определять градиент ширины запретной зоны варизонного полупроводника без применения дорогостоящего и сложного оборудования и без нарушения целостности образца.
h9
a =A
Ч )1q), 45 где A>=canst(w) поток фотонов на освещаемой поверхности.
Из этой зависимости по наклону представляющей ее в полулогарифмическом масштабе прямой линии опреде4 ляют величину L + значении L p > полученных независимо, определяют величину градиента ширины запретнои зоны варизонного полупровод55 ника 7 Eg, Пример. Определение градиента ширины запретной зоны вариэонного поФотоэлектрический способ контроля параметров полупроводников, основанный на создании барьерного контакта на поверхности полупроводника, освещении полупроводника и измерении тока короткого замыкания, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью определения градиента ширины запрещенной эоны варизонных полупроводников, барьерный контакт создают на узкозонной поверхности полупроводника, освещение производят со стороны широкозонной поверхности полупроводника, измеряют зависимость тока короткого замыкания от,энергии квантов света и по углу наклона этой зависимости 1 построенной в полулогарифмическом 790040 масштабе, и по известной длине смещения неравновесных носителей заряда вычисляют градиент ширины запрещенной зоны. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 6!. Авторское свидетельство СССР Р 494063, кл. G 01 R 31/26, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР Р 591974, кл. Н 01 L 21/66, 1976 (прототип}., I Составитель Л. Свернов Редактор Н. Алышина Техред С.Мигунова Корректор Н. Стец Заказ 5031 Тираж 844 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4
