Способ определения концентрации примеси и подвижности носителей в полупроводниках
1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРИМЕСИ И ПОДВИЖНОСТИ НОСИТЕЛЕЙ В ПОЛУПРОВбДНИКАХ , основанный на измерении электропровоцности, напряжения Холла и on реаелении концентрации примеси и подвижности носителей расчетным путем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, образец перед измерениями охлаждают до температуры где К - постоянная Больцмана; заряд электрона; Чдвысота равновесного пограничного барьера в исследуемом образце; энергия активации примеси; и возбуждают в образце неосновнью носителя . 2.Способ по п. 1, о т л. и ч а ю - щ И и с я тем, что неосновные носители возбуждают электромагнитным изi лучением. 3.Способ по п., 1, о т л и ч а ю (Л Ш и и с я тем, что неосновные носители возбуждают кортускулярным излучением. 4.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что неосновные носители возбуждают электрическим полем. ч1 со
„„SU„„791124
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
jyg Я, Ol 1 21.166
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ р к а т <с а Ч /К, (21) 2810410/18M5 (22) 23.08.79 (46) 23.09.83. Бюл. М 35 (72) В. В. Батавия, И. Б. Гуляев, Н. В. Жаворонков, А. Г. Жцан, В. Б. Санцомирский и Е. В. Чейский (53) 621.382 (088.8) (56) 1. Батавии.В. B. Контроль параметров полупровоцниковых материалов и эпитаксиальных слоев. NI., "Советское ; радио, 1976, с. 23-26.
2. Там же, с. 2729. (54) (57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
KOHUEHTPAUHH ПРИМЕСИ И ПОДВИЖНОСТИ НОСИТЕЛЕЙ В ПОЛУПРОВдД»
НИКАХ, основанный на измерении электропровоцности, напряжения Холла и оп рецелении концентрации примеси и подвижности носителей расчетным путем, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности, образец перец измерениями ахлажцают цо температуры гце К постоянная Больцмана;
q- заряц электрона;
Ч! высота равновесного пограничного барьера в исслецуемом образце;
E м«энергия активации примеси; и возбужцают в образце неосновные носители.
2. Способ по п. 1, о т л и ч а. ю ш и и с я тем, что неосновные носктели возбужцают электромагнитным иэлучением. е
3. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что неосновные носители возбужцают корпускуля рным излучением.
4. Способ по п, 1, о т л и ч а ю» шийся тем, что неосновные носители возбужцают электрическим полем.
1l24
2 то же в состоянии неравновесного спрямления энергетических эон, уровень Ферми - E равновесные и неравновесные р! значения высоты барьеров и толщины
5 обедненных слоев соответственно - 9, 1р н " Ь н поверхностные состояния - ПС, полупроводник — I, циэлектрики ft, ф.
Пример . Исследуют пленку 5
h-типа, толщиной 4=2 мкм на сапфире с четырьмя точечными .омическими кон О тактами, расположенными на периферии. ", Образец охлаждают цо температуры 77 К.
При этом выполняется условие kT <(с Y так как КТ =43,007 эВ, q,Ìó0,1-0,5 эВ.
15 я р ggg .Образец освещают белым
КТ Т= 300 светом от лампы накаливания 100 Вт в течение 1 с. Измерения проводимости 4 и напряжения Холла Чн проводят через
1 мин после выключения света. Вычисления концентрации примеси и поцвижности носителей производят по формулам
3 Ad и «5 ДЯ ррах 5 11 а
1 79
Изобретение относится к полупровоцниковой технике и может быть использовано цля контроля параметров полупроводниковых материалов, ппенок, слоев иструктур.
Известен способ опрецеления концентрации легирующей примеси и подвижности носителей заряда, основанный на измерении проводимости, напряжения Холла и опрецелении концентрации примеси и подвижности носителей расчетным путем 1 )
Нецостатком этого способа является низкая точность, обусловленная погрешностями, вызванными электрическими неоцнороцностями в образце.
Известен способ для определения концентрации примеси и подвижности носителей в полупровоцниках, основанный на измерении электропровоцности, на» пряжения .Холла и опрецелении концент рации примеси и поцвижности носителей расчетным путем 2 J .
Нецостатком этого способа является низкая точность, обусловленная большой погрешностью при йзмерении параметров. тонких слоев полупроводника с развитыми поверхностями или межгранульными барьерами.
Е1елью, изобретения является повышение точности.
11ель цостигается тем, что по cnocoi бу, оановчнному на изменении электропровоцности, напряжения Холла и опрецелении концентрации примеси и подвижности носителей расчетным путем, образец охлаждают go температуры е к q, - заряд электрона; - высота равновесного погранично.О го барьера в исслецуемом образце; — энергия активации примеси, возбуждают в образце неосновные носители тока. Неосновные носители возбуждают электромагнитным излучением. Неосновные носители возбуждают корпускулярным излучением. Неосновные носители воэбужцают . электрическим полем. На чертеже прецставлена зонная диаь рамма исследуемого полупровоцника, где 1 — дно эоны проводимости и потолок валентной эоны в равновесии, 2аВс2 8cah кесЭ у е.2 2 я „,А гце р - подвижность носителей; N - концентрация примеси; явсв cDl AB Ъм К = - сопротивления, измеренные по методу Ван-дер 4 Пауэ, U и 0 - напряжения, измеренные между контактами С5 и DA соответственно AÜÑÝ - функция, определяемая A С BA геометрией образца. После вычисления по этим формулам получена концентрация легируюшей примеси М =2 10 "5 см - . Оценки погрешности показывают, что она составляет 6%, Таким образом, измерения по предла-, гаемому способу провецены со значительно меньшей погрешностью, чем по и вес тн омуе Предлагаемый способ измерения параметров полупроводниковых слоев может 55 быть использован при производстве слоев полупроводниковых материалов с развитыми поверхностными и межгранульными барьерами, в частности при производстве тонких эпитаксиальных слоев крем 791124 3 ния на сапфире и кремния на кремнии, сло- ев поликристаллического кремния. Повышение точности измерения позволяет повы 4 сить процент выхода годной продукпии, изготовляемой на основе этих материалов, и улучшить ее качество. У Редактор О. Юркова Техред ВЯалекорей Корректор А. Фереип Заказ 8180/6 Тираж 703 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород ул. Проектная, 4
