Метод модуляції провідності в точковому контакті.

У вітчизняній напівпровідниковій промисловості широке розповсюдження набув метод модуляції провідності в точковому контакті, запропонований Шпітцером і реалізований Ігліциним і Концевим. Основна особливість і переваги методу – можливість вимірювання на цілісних злитках.

Сутність і схему методу представлено на рис. 2.4. До поверхні злитка (як правило, торцевої) притискують голчатий контакт, призначений для введення нерівноважних носіїв заряду. Як і завжди в таких випадках, протилежний тильний контакт є притискним, а, отже, має велику площу і малий перехідний опір (умова лінійності). Через емітерний контакт в прямому напрямі за допомогою спеціального генератора подають два послідовні П–образных імпульси струму. Для цієї мети застосовують генератор здвоєних імпульсів типу ГИС, який дозволяє широко варіювати їх параметри (амплітуду, частоту, тривалість, скважність і ін.). Часовий інтервал між переднім фронтом другого імпульсу і заднім фронтом першого імпульсу називають часом затримки (t). Час затримки може змінюватися в межах від 0,1 до 2×10³ мкс. Емітерний контакт перед вимірюванням з метою його стабілізації і поліпшення інжекційних якостей піддається спеціальному струмовому формуванню. Генератор струму забезпечує одноманітність проходження імпульсів для зразків різного опору і конфігурації.

Під час вступу першого імпульсу в зразок його форма спотворюється зважаючи на рекомбінаційні процеси, і передній фронт є експоненціальною кривою. Якщо t > , то другий імпульс досягне зразка після завершення рекомбінації носіїв, введених першим імпульсом, тобто обидва імпульси виявляються незалежними і невзаємозв'язаними.

Якщо ж t < (що є основною умовою застосовності даного методу), амплітуди першого (U1) і другого (U2) імпульсів будуть різні і, як показує теорія

U1-U2 = B exp (-t/ ) (2.11)

де В – деяка константа.

Для зручності вимірювань нижня частина сигналу зрізається за допомогою обмежувача імпульсів, потім посилюється і подається на відхилюючі пластини осцилографа, шкала якого заздалегідь проградуйована шляхом вимірювання на стандартних зразках яким-небудь незалежним методом.

Основним недоліком методу модуляції провідності в точковому контакті є залежність зміряного значення від рівня інжекції.

В той же час, цей метод володіє очевидними перевагами:

- є неруйнуючим і придатним для зразків довільної форми;

- результат вимірювань практично не залежить від обробки поверхні;

- центри прилипання (захоплення) майже не впливають на ефективний час життя.

Точність вимірювань цим методом оцінюється в 20 – 30 %, якої цілком достатньо для розбраковування монолітних злитків.

Метод використовують в технології германію і кремнію для діапазону значень ПЕО 0,1 ¸ 100 Ом×див. Межі вимірювань при цьому складають 1-500 мкс, тобто для вимірювання малих часів життя цей метод непридатний.

2.10.

Оскільки після припинення дії інжектуючого імпульсу надмірні носії заряду миттєво не зникають, то між цим імпульсом і вимірювальним сигналом (між світлом і фотовідповіддю) виникає певний фазовий зсув. Кут цього зсуву (j) тим більше, чим більше эфф, тобто його величина, зрештою, залежить від від S.

В більшості варіантів фазового методу використовується освітлення напівпровідника синусоїдально модульованим фотоактивним світлом. Виявляється, що в цьому випадку тимчасова залежність відносної зміни електропровідності може бути виражений формулою:

(2.12)

де w – частота модуляції, а tg = w .

Для модуляції світла по інтенсивності використовується секторіально перфорований диск, що обертається. Кут фазового зсуву вимірюється фазовокомпенсаційним методом за допомогою фазообертувача, а з визначається.

Метод дозволяє виміряти при малих рівнях інжекції, що наближає його до характеристичних значень. Застосовується для порівняно високоомних матеріалів ( ³ 0,1 Ом×см) з помірними значеннями часу життя (до 0,1 мкс).

В спеціальних варіантах фазовий метод може бути використаний для вимірювання дуже малих часів життя (до 10-9с).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: