Метод РСГУ

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ

Курсовая научно-исследовательская работа

Тема: «Метод РСГУ»

Выполнил: Проверил:

Гаврилов П.

2008 год

ОГЛАВЛЕНИЕ:

1) Релаксационная спектроскопия глубоких уровней: новый метод характеризации ловушек в полупроводниках …………………………………3

2) Введение ………………………………………………………………………3

3) Релаксация емкости после импульсного изменения смещения. …………..5

4) Теория релаксационной спектроскопии глубоких уровней.……………… 9

5) Режимы работы ……………………………………………………………..14

6) Сравнение DLTS с другими емкостными методами ……………………...21

7) Список использованной литературы ………………………………………26

Релаксационная спектроскопия глубоких уровней: новый метод характеризации ловушек в полупроводниках

Предложен новый метод релаксационной спектроскопии глубоких уровней (DLTS). Метод наблюдения различных ловушек в полупроводниках заключается в температурном сканировании релаксации высокочастотной емкости. Метод позволяет получить спектр ловушек в кристалле в виде положительных и отрицательных пиков как функцию температуры, обладает высокой чувствительностью, быстротой и простотой анализа. Знак пика указывает, где находится ловушка – вблизи какой из зон, валентной или проводимости, находится ловушка. Высота пика пропорциональна концентрации ловушек, положение пика на температурной шкале однозначно связано со свойствами термической эмиссии ловушки. Кроме того, могут быть определены энергия активации, профиль концентрации, сечение захвата электрона и дырки для каждой ловушки. Дан простой теоретический анализ метода для случая экспоненциальной релаксации. Различные ловушки в GaAs использованы в качестве примера для иллюстрации некоторых особенностей DLTS метода. В заключении проведено критическое сравнение с другими емкостными методами.

Введение

Большинство новых методов, предназначенных для изучения безизлучательных центров, используют емкость p – n перехода или барьера Шоттки для наблюдения за изменением зарядового состояния центров. Однако, эти методы, используемые до настоящего времени, либо не обладают достаточной чувствительностью и скоростью и не охватывают интервал глубин наблюдаемых ловушек, либо не имеют спектроскопического характера, что делало бы их практически важным средством спектроскопии безизлучательных центров большого числа образцов.

В настоящей статье представлен метод температурного сканирования, обладающий всеми упомянутыми свойствами, и, таким образом, весьма привлекательный для изучения неизвестных ловушек как в относительно небольшом наборе образцов, так и в серийном контроле известных ловушек в широком интервале энергии. Метод, который назван deep level transient spectroscopy (DLTS), является методом высокочастотной емкости структур с потенциальным барьером и имеет преимущество по сравнению с методом термостимулированного тока (TSC) в силу более высокой помехоустойчивости к шуму и токам утечки по поверхностным каналам, а также возможности различать ловушки основных и неосновных носителей заряда. Он имеет преимущество и по отношению к лучшему до сих пор методу исследования, методу термостимулированной емкости (TSCAP), т.к. предельная чувствительность и интервал наблюдения глубин ловушек нового метода намного больше. Он также более универсален, чем спектроскопический метод полной проводимости.

В основном измерительная система DLTS состоит из чувствительного и быстродействующего измерителя емкости, позволяющего наблюдать релаксацию, одного или импульсных генераторов для быстрых измерений смещения на диоде, двух-стробного интегратора, X-Y самописца и криостата с переменной температурой.

Наличие ловушки обнаруживается появлением положительного или отрицательного пика на фоне нулевого уровня, в зависимости от температуры. Высота пика пропорциональна концентрации соответствующей ловушки. Знак пика указывает на его принадлежность ловушке основных или неосновных носителей. Положение пика просто и однозначно определяется установкой стробов и свойствами термической эмиссии соответствующей ловушки.

Релаксация емкости после импульсного изменения смещения.

Для объяснения DLTS. Необходимо рассмотреть сначала основные проблемы релаксации емкости. Использование релаксации емкости для изучения ловушек в полупроводниках хорошо известно. Эта методика применяется для получения информации о примесных уровнях в области обеднения барьера Шоттки или p - n перехода путем наблюдения релаксации емкости, связанной с возвращением к термически равновесной заселенности уровня из неравновесного состояния. Измеряя время релаксации как функцию температуры, можно получить энергию активации уровня. Начальная величина сигнала релаксации определяется концентрацией ловушек. В разновидности методики DLTS используют один или более импульсов напряжения, которые прикладываются к образцу, чтобы задать начальные условия. Понятия и обозначения метода импульсного смещения описаны ранее. Для полноты мы изложим также здесь это метод.

Для простоты рассмотрим ситуацию в материале р - типа в ассиметричном n ⁺ p диоде. Результаты имеют полностью общий характер с тривиальными изменениями в обозначениях. В более симметричных переходах ловушки по обе стороны от перехода будут давать сравнимые сигналы, в о вре

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать