Устройство для измерения времени жизни неосновных носителей заряда в полупроводниковых материалах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«>983595 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 121280 (21) 3216947/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 231282. Бюллетень ¹47

Дата опубликования описания 231282. (И) М.К.

C 01 R 31/26 .Н 01 L 21/бб

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33) УДК 621 382 2 (088. 8) (72) Автор ы изобретения

Г

Л. Н. Гостищев и В. Г. Любийый

j (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ

НЕОСНОВНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА;

В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛАХ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении параметров полупроводниковых материалов.

Известно устройство бесконтактного измерения времени жизни (BE) неосновных носителей (ППМ), содержащее

СВЧ резонатор, одну из стенок которого образует исследуемый ППМ. BE в этом устройстве определяется по времени, эа которое величина добротности .ППМ уменьшится в Р раз после окончания внешнего воздействия (1 3.

Недостатком этого устройства является ограниченность снизу по величине удельного сопротивления р (около 100 Ом/см) диапазона исследуемых IIIIM.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерения времени жизни носителей заряда, содержащее генератор СВЧ колебаний, ферритовый вентиль, измерительную линию, волновод с держателем образца, детекторную секцию и осциллограф, соединенные последовательно, блок подачи смещения на держатель образца С2 3.

Недостатком этого устройства является низкая чувствительность.

Цель изобретения — повышение чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения времени жизни неосновных йосителей заряда в полупроводниковых материалах, содержащее СВЧ генератор, подключенный через вентиль к передающему тракту, вентиль, соединенный с держателем, генератор импульсов и последовательно соединенные детектор и блок индикации, вход которого пЬдключен к выходу генератора импульсов, введены приемный тракт, короткозамкнутый плунжер и светоизлучающий элемент, причем вход приемного тракта и короткозамкнутого плунжера соединены с противоположными сторонами держателя, выход приемного тракта подключен к детектору, а выход генератора импульсов соединен со светоиэлучающим элементом, который соединен с передающим трактом.

Структурная схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит СВЧ генератор 1, вентиль 2, направленный ответвитель 3 передающего тракта, из-. меряемый образец 4, подвижный короткозамыкающий плунжер 5, детектор б, 983595

Формула изобретений широкополосный усилитель 7, измеритель 8 временных интервалов, генератор 9 импульсов, светоиэлучающий элемент 10,.запредельное отверстие

11. Светоиэлучающий элемент 10 соединен оптически с образцом 4 через запредельное отверстие 11 в волноводном тракте направленного ответвителя 3.

Устройство работает следующим образом. 10

Поток мощности СВЧ электромагнитной волны с генератора 1 через вентиль 2, предназначенный для пропусканин мощности только в сторону измеряемого образца, т.е. для развязки генератора и измерительной цепи, направленный ответвитель (НО) падает на образец 4. Согласующий элемент

1 в виде короткоэа>ыкающего подвижного плунжера 5, включенного после образ- 20 ца 4, увеличивает дифференциальный отклик системы путем настройки на минимальный отраженный сигнал в отсутствии возбуждения образца, производимого светоизлучающим элементом 10 через запредельное отверстие

11 для передающего волноводного тракта. Сигнал отраженной волны после выхода с НО 3, настроенного на отраженный сигнал, детектируется, уси ливается и поступает;.на измеритель

8 временных интервалов; синхронизованный с генератором 9 импульсов, с которого питающее напряжение подается на светоиэлучающий элемент

10. Измерение BK производится в ре>химе непрерывной генерации СВЧ волны по времени, за которое происходит уменьшение в Р (2,71) раз заднего фронта импульса отраженной СВЧ мощности после окончания возбужде- 40 ния образца.

В устройстве возможно измерение

ВЖ неосновных носителей заряда в полупроводник<>вых пластинах с удельным сопротивлением 1> в диапазоне 45

0 5-2000 Ом .см t путем индикации зависимости мощности отраженной волны от времени в закрытых подстраиваемых волноводных трактах.

Таким образом, благодаря введению короткоэамкнутого подвижного

ВНИИПИ Заказ 9913/53

Тираж 717 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.У>1<город, ул.Проектная,4 плун>кера в предлагаемом устройстве появилась воэможность выбирать оптимальный режим измерения (согласования), что позволило повысить чувствительность устройства.

Применение данного устройства позволяет производить измерение без внешних механических воздействий на исследуемый материал и нарушений его внутренней структуры, сохраняя воэможность бесконтактного измерения полупроводников, используемых для создания параметрических диодов, детекторов, смесителей, ганновских диодов.

Устройство для измерения времени жизни неосновных носителей заряда в полупроводниковых. материалах, содержащее СВЧ генератор, подключенный через вентиль к передающему тракту, вентиль, соединенный с дер>кателем, генератор импульсов и последовательно соединенные:детектор

И блок индикации, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены приемный тракт, короткозамкнутый плунжер и светоизлучающий элемент, причем вход приемного тракта и короткозамкнутого плунжера соединены с противоположными сторонами держателя, выход приемного тракта под><лючен к детектору, а выход генератора импульсов соединен со светоизлучающим элементом, который соединен с передающим трактом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 347691, кл. G 01 R 27/28, 1972.

2. ягудин Г.Х. и др. Бесконтактные методы нераэрушающего контроля электрофизических параметров полупроводниковых структур. ОЭТ, вып. 4 (104), 1973, с. 37, рис.. 25 (прототип).