Способ определения времени релаксации эффекта поля

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>855553 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090779 (21) 2792025/18-25 с присоеднненмем заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150881. Бюллетень Н9 30

Дата опубликования опнсоння 15,08ф1 (я)м. к.

G 01 и 31/26

Государствеииый комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК бг1. 38г.

° 2 (08.8. 8) %

A.È. Трегуб, Л.И. Барабаш и П.Г. Литовченко

t (72) Авторы изобретения

Институт ядерных исследований AH Украинской- ССР (71) Заявнтель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ РЕЛАКСАЦИИ

ЭФФЕКТА ПОЛЯ

Изобретение относится к измерению и контролю электрофизических параметров полупроводников и может быть использовано при производстве полупро5 водниковых материалов и контроле качества полупроводниковых приборов.

Известны способы определения времени релаксации, основанные на непосредственном графическом наблюдении релаксационной кривой g1) и P2).

Недостатком таких способов является то, что они связаны с погрешностями визуального наблюдения формат кривой.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ, включающий подачу на полевой электродпрямоугольных импульсов модулирующего напряжения, приложение к образцу постоянного тянущего поля, измерение величины О квазиравновесного значения напряжения, снимаемого с образца, и предварительное определение параметра по осциллограмме этого напряжения 31.

Недостатком этого способа является невысокая точность измерения,обусловленная необходимостью обработки осциллограммы сигнала, снимаемого с образца ° 30

Цель изобретения - повышение точ-, ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения времени релаксации эффекта поля, включающем подачу на нолевой электрод прямоугольных импульсов модулирующего напряжения, приложение к образцу постоянного тянущего поля, измерение величины Оо квазиравновесного значения напряжения, снимаемого с образца,и предварительное определение параметра по осциллограмме этого напряжения, подают на полевой электрод модулирующие напряжения синусоидальной формы поочередно двух частот w и м, одна из которых иа порядок ниже, а другая на порядок вьвае величины, обратной предварительно измеренному времени релаксации, измеряют амплитуды О, и

Ощ сигналов на образце на указанйых частотах и уточняют значение контролируемого параметра С по формуле

„. Д.:ц

ЧЧ ц

На фиг. 1 представленй схеме для измерения времени релаксации эффекта й55553 поля, на фиг. 2 — осцилограмма напряжения.

Схема состоит из образца 1, на полевой электрод которого подают модулирующее напряжение либо в виде прямоугольных импульсов от генератора. 2, либо в виде синусоидального напряжения от генератора 3. От источника напряжения Е прикладывают к образцу 1 постоянное тянущее поле. Резисторы и конденсаторы образуют мостовую схему, в которую включают исследуемый образец 1. Сигнал, снимаемый с образ ца 1, после прохождения фазовращателя 4, усиливается дифференциальным усилителем 5 и регистрируется осциллографом 6 и вольтметром 7.

На фиг. 2 изображена осциллограмма напряжения, снимаемого с образца при подаче на полевой электрод прямоугольного импульса модулирующего напряжения, по которой предварительно определяют время релаксации эффекта поля {на участке спада кривой) и измеряют величину 0 квазиравновесного значения напряжения.

После предварительного определения параметра по осциллограмме напряжения, снимаемого с образца, на полевой электрод подают модулирующее напряжение синусоидальной формы, частота которого w на порядок ниже величины, обратной предварительно измеренному времени релаксации, и измеряют амплитуду U синусоидального сигп1л нала на образце с помощью вольтметра

Затем устанавливают частоту модулирующего напряжения wq на порядок выше величины, обратной предварительно измеренному времени релаксации, и снова измеряют. амплитуду U синусоидального сигнала на образце. Очередность подачи на полевой электрод модулирующих напряжений частотой w„ и w< произвольна. Амплитуды модулирующих напряжений синусоидальной и прямоугольной формы выбирают достаточно малыми, чтобы сопротивление исследуемого образца менялось линейно от модулирующего напряжения. При соблюдении этого условия кривая релаксации напряжения h(t), снимаемого с образца после подачи на полевой электрод модулирующего напряжения прямоугольной формы, имеет вид* ) Ъхр -"Я 0.. откуда предварительно определяют время релаксации эффекта поля

Используя интеграл Дюамеля для анализа этого выражения в случае модулирующего напряжения синусоидальной формы, можно получить частотную зависимость амплитуды 0„, синусоидального сигнала эффекта поля.в виде:

Решая это уравнение в приближении высоких и низких частот, т.е. когда ч,То(и и 7. )) 1, получаем выражение Р.;

, ц ц

nî,2 О

15 по которому определяется уточненное значение времени релаксации эффекта поля.

По сравнению с известными способами предложенный способ позволяет nogp высить точность измерения параметра примерно в два раза.

Формула изобретения

Способ определения времени релаксации эффекта поля, включающий подачу на полевой электрод прямоугольных импульсов модулирующего напряжения, приложение к образцу постоянного тянущего поля, измерение величины 0 кваэиравновесного значения напряжения, снимаемого с образца, и предварительное определение параметра по осциллограмме этого напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения,,подают на полевой электрод модулирующие напряжения синусоидальной формы поочередно двух частот жл и м,одна

4Р из которых на порядок ниже, а другая на порядок выше величины, обратной предварительно измеренному времени релаксации, измеряют амплитуды U u

Щ1

U, сигналов на образце на указанных

45 частотах и уточняют значение контролируемого параметра ь по формуле и- о

W, От -U

50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Толстой Н.А. и др. Новый метод изучения процессов релаксации.

ЖЗТФ, т. 19, Р 5, 1949, с. 421.

2. Литовченко В.Н. и др. Поверхностные свойства кремния. ФТТ, т.2, Р 4, 1960, с. 593.

3. Павлов Л.П. Методы определения основных параметров полупроводниковых материалов. M., "Высшая школа", 1975, с. 189-190 (прототип).

855553

Составитель Ю.Брызгалов

Редактор Л.Повхан Техред Ж. Кастелевич Корректор Н. Стед ,Эакаэ 6900/64 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4