Способ определения скорости поверх-ностной рекомбинации

 

Союз Соаетскиз

Соцнаансти ннжиз

Респубпнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИП!ЛЬСТВУ (1ц799050 (о1) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 210379 (21) 2738024/18-25 с присоединением заявки Ио (51) и. Кл.

Н 01 Ь 21/66

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230181. Бюллетень ИЯ 3

Дата опубликования описания 2301.81 (53) УДК 621. 382 (088.8) А.П.Медвидь, A.П.Кривич, Я.Я.Берзинь, и И.С.Левитас (72) Авторы изобретения н

Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ПОВЕРХНОСТНОЙ

РЕКОМБИНАЦИИ

11окТ

5oc,g где

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для определения рекомбинационных параметров полупроводников.

Известен способ определения скорости поверхностной рекомбинации носителей тока полупроводников, основанный на пропускании через прямоугольную полупроводниковую пластину, помещенную в магнитное поле, электрического тока и измерении сопротивления.

В этом способе пластину изготовляют толщиной, большей длины бипо- 15 лярной диффузии носителей тока, а на противоположной исследуемой сто роне пластины создают область C большой скоростью поверхностной рекомбинации (1). 20

Недостатком этого способа является низкая точность и высокая трудоемкость измерений.

Известен также способ определения скорости поверхностной рекомбинации, окованный на облучении пластины полупроводника электромагнитным излу-чением, измерении фототока и определении коэффициента поглощения. При этом скорость поверхностной рекомби- 30 нации определяют из спектральных зависимостей коэффициента поглощения и фотопроводимости (2).

Недостатком этого способа является низкая точность и высокая трудоемкость измерений.

Цель изобретения — повышение точности и снижение трудоемкости измерений.

Поставленная цель достигается тем, что после определения коэффициента поглощения пластину помещают в магнитное поле, перпендикулярное электрическому полю, изменяют величину напряженности магнитного поля до величины, при которой фотаток равен фототоку при отсутствии магнитного поля, и рассчитывают скорость поверхностной рекомбинации на облучаемой поверхности пластины по формуле

d — полутолщина пластины;

L — диффузионная длина;

799050

E — напряженность электрического поля

Ко — коэффициент поглощениями

D — коэффициент диффузии ,Ф„ир — подвижности электронов и дырокол

H> — напряженность магнитного 5 поля; е - заряд электрона

К вЂ” постоянная Больцмана1 т — абсолютная температура, с — скорость света.

16

На фиг. 1 представлена схема установки для реализации способа; на фиг. 2 — кривые распределения носителей тока по толщине пластины полупроводника, где кривая 1 — распределе- 1$ ние косителей при отсутствии магнитного поля, но при наличии облучения пластины, а кривая 2 — распределение при наличии облучения и магнитногО поля; на фиг. 3 представлена спект- ;щ ральная зависимость фотопроводимости. при наличии и отсутствии магнитного поля, кривая 1 и кривая 2, соответственно.

Способ осуществляется следующим образом.

При облучении светом в полупроводниковом кристалле, толщиной 26Ь с асимметрично обработанными поверхностями, возникает распределение носителей тока по толщине этно крис- 30 талла (фиг. 2 кривая 1). Номестив полупроводниковый кристалл в. перпендикулярно направленные электрическое и магнитное поля,так, чтобы сила Лоренца была направлена к освещаемой 35 поверхности, получаем перераспределение носителей тока, показанное на фиг. 2 кривая 2. Это перераспределение носителей тока приводит к изменению фототока, регистрируемого на 4j сопротивлении нагрузки. Спектральная зависимость фотопроводимости в магнитном поле и. без него представлена кривыми 1 и 2 на фиг,З.В области силь- ного и слабого поглощения имеются точки пересечения фстотоков в :магнит- "5 ном поле и без него. В области слабого поглощения, т.е. Ко« 1 и

Босе « Бтем равенство фототоков в точке пересечения выполняется при условии

Формула изобретения ((гя<-1- (а) бО

Ко,бв+, р где О С

d — полутолщина пластины;

65 L — диффузионная длина где а "o = у1- oGs(3

О

Z

D - коэффициент диффузии;

Š— напряженность электрического поля; — постоянная Больцмана; дицд — подвижность электронов и дырок;

С вЂ” скорость света, .

Н вЂ” напряженность магнитного поля; я — скорог ть поверхностной рекомбинации на освещаемой поверхности.

При измерении S предлагаемым методом нет необходимости в определении спектральной зависимости фотопроводимости от коэффициента поглощения.

Достаточно знать К при одном значении Л, и з дальнейшем, изменяя напряженность магнитного поля Н, добиваться пересечения фототоков в этой точке. Это снижает трудоемкость измерений. Высокая точность достигается, тем, что измерения проводятся в области слабого поглощения. В этой области коэффициент поглощения можно определить достаточно точно, танк как отсутствуют интерференционные явления, влияющие на точность измерения.

Пример . Измерения S проводятся на образцах из n — LnSb толщиной 50 мкм после обработки в CP-4.

При облучении светом, с длиной волны Ло = 6,25 мкм, что соответствует Ко = 800 см ", по формуле определяют S 1 = О, 2, что соответствует размерной Sn,Äq= 2 .10 см/с . Это значе"

Ъ ние хорошо согласуется со значением

S nlrb» полученным известным способом.

Способ оПРеДеления скорОсти поверхностной рекомбинации, основанный на облучении пластины полупроводника. электромагнитным излучением, измерении фототока и определении коэффициента поглощения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости измерений, после определения коэффициента поглощения пластину помещают в магнитное поле, перпендикулярное электрическому,полю, изменяют величину напряженности магнитного поля до величины, при которой фототок равен фототоку ,при отсутствии магнитного поля, и рассчитывают скорость поверхностной рекомбинации на облучаемой поверхности пластины по формуле

5осв =

DclкT д »г»»ее»»о+г» т ) 799050

БХ

Kî

D ,О„, и, н напряженность электрического поля; коэффициент поглощения) коэффициент диффуэии1 подвижности электронов и дырок; напряженность магнитного поля; заряд электронами постоянная Больцмана1,С -скорость света, Т -абсолютная температура..

Источники информации, :принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР 9 489049, кл. G 01 R 31/22, 1974.

2. Субашиев В.К., Петрукевич В.А, Дубровский Г.Б.- Физика твердого тела, 1960, вып.5, т.2.

799050 фиаЯ

Составитель Л.Смирнов

Редактор В.Жиленко Техред М.Коштура Корректор Н.Григорук

Эаказ 10083/78 Тираж 79 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4