Układ do badania centrów defektowych metodą niestacjonarnej pojemnościowej spektroskopii głębokich poziomów

Transkrypt

1 Jan LAMPERSKI Paeł KAMIŃSKI Initytul Technologii Materiałó Elektronicnych Układ badania centró defektoych metą niestacjornej pojemnościoej spektroskopii poiomó STĘP Parametry nych pryrądó centracji Te niepożądane materiału a centra także letą j e s t fektó łącach [l3 pn go rerację tym układie niu prystaki sacyjne. ładu ora ich i dyskret kon defektami akansmies półprenikoym. bądź obróbki spektroskopia proadane termicnej, pracy mies określonych detekcji pracy poiomó Reultaty badań diy typu skokoą sygł centró BA1570P^ pomiaroych niesienia jedną jej a poiomó ostała głónie L a n g a ^ detekcji mianą de Kimerlinga możlie pra relak polarypolega umożliiającedięki eksponującej predstaione Kiierlinga. y k o r y s t a n i e było potierdeniem pomiaroego. pięcia pomiaroego ora defektoych, obecnie Głóną homynoego. poiomó techniką pryrądó formującej opisa techniki samplingoy. T e c h n i k a opis energetycnych nooltomiera predstaiono idm g ł ę b o k i c h krajoych DL/TS) (NPSGP) Schottky'ego. prypadku konerter ich poiomó defektoych. idma barierą centró otrymyania [2J. Spectroscopy badania diach idma dukałoy niniejsej kremoej kompleksami generoane, pojemności," spooanych ykorystaniu met i Kimerlinga mian acji, służy być pryrądó Capacitance sybkiego T e c h n i k a pomiaru sacyjnych montażu stosoanych możliość Langa mogą ależne głónie materiale mdnokrystaliacji, pojemnościoa Level Transient jcęściej cy defektoe stopniu iąanych aniecysceń, scalonych elektronicnych. Niestacjor (Deep obó cnym niekontroloany procesó: pcas obecnie defektoych, atomami sposób pcas urądeniach centró (akansami, postającymi koania ytaranych półprenikoych i łasności punktoymi ka), użytkoe prebiegi prykłao praidłoego opracoa diałania relakdla uk

2 OPIS u KŁAD'.I Po skokoej diy apełnione arsty Zjaisko ładunkti K generator kością popre te, łąca pn pononie aporoej, stępnie sybkością relaksacyjną ual ależną mianę pojem pretoreniu, arsty ładunku ależnych. o s i t e m p e r a t u r y Schemat tem prestrennego ależy blokoy cęs stanoiska 1, badania centró defektoych metą spektroskopii poiomó chą stępujące utrymyanie nie pryrądy: temperatury próbek akresie prostokątnych, stecnym greanie próbek syb 0.^10 V p r y poiomie pomiar mian impulsoą polaryację o d n i e s i e n i a + 2 t 2 pojemności (laci > pró V; 0,01 PF) niestacjornych! formująca (opraęoanie grejnika, K/s; pojemności, prystaka Nośniki polaryujących. impulsó arunkach polega pojemności pomiaroego asilac 0,00540,5 pięciem miernik era i arstie alencyjnego K; programoany których impulsó estau bek mian S c h e m a t b l o k o y u k ł a d u stacjornej pojemnościoej kriostat aotoy, ładunku. to u i d a c n i a predste.iono skład ustalonej obecne pomiaroa pikó, potarania pomiaroego nośnikami pryłożonego artości prestrennego. meta sygł postaci stecnego, defektoe, prenicta relaksacyjnych totliości centra ięksościoymi Opracoa peratury, pięcia Schottky*ego, pierotnej, temperatury. ności mianie barierą a r t o ś c i niane POMIAROEGO sygł niesienia i eksponująca łasne); sygł relaksacyjny

3 neriooltomier horrynoy, detekcję mian kst&łtu rrpulsóvi relaksacyjnych; rerator oscyloskop, X Y, służący ł(?m o d n i e s i e n i e j Zasada oej diałania układó eksponoanie sygriału iąanego toanie nej połoie okresu yjściu Fouriera pulsu yjściu amplitudie. presunięcie niesienia, ą Dla noego nością ięc, faoe aby Fouriera tudie. J a k ależ Tak pomiędy ykaano T^^, emisji só' polaryułących fay nośnikó amplitudy ukstał ięc, niebędnej celu dla ycenia określenia poiomó ujących. Reracja peratury ~ K pry ładunku, a o brać sygłem pstaoa jej ta proa 24 30' nooltomiera casoą "f, homy będącą rot potaranie ależności pcas K., skłe^ ampli impul [3J: energetycnego, temperatury^ 350 ini impulsu tak a maksy F^ouriera maksymalnej cęstotliością cęstotliościach sygłem pocątku leży ynosi stała postaci skłaej niesienia pry sygł yjścioy temperaturoej poiomu kilku ró pstaoa r= 0, f ^ Tak y gdy ględem achiła pomiędy predstaić astoso długości amplituda faie potriaróv/, sygł ależność moż to p r e s u n i ę c i e vr k t ó r e j maksimum, sybkości faoa o prypadku pstaoej sojej pry umożliię 3» 3 0 mv o r a otrymyany ropocęciem pracy temperatury osiąga pokrya pocątkiem synchroniacja ta ograniceniem niesienia nieielka. proadanych prostokątnych Fouriera sygł amplituda fa ydielenia polaryujących. skłaa faocułego pred pstći miami detektora Do yko Prystaka polaryacji Jednoceśnie polaryującego. tyg i fay pr;.y p o m o c y niesienia, impulsó faie detektora prystaka, impulsó amplitudy spooenycti jednocesnym pięcia pstaoa faocułego skłaa mian i UCY' postaci ypreda detektora niesienia malnej mianą potarania pomięd2'y horrynoego. służy relaksc.cyjnego gdy detekcji nooltomiera ULY7741 niesienia prypadku, opóźnio i uformoania e poiomó; teoego, homynoego, scalonych ta p r e p r o a d a n a blok nov/oltomiera aniu polega Detekcja stanoiącego idma presunięcia r e l a k s a c y j n y ni. Fourierći próbki. ocułego, kontrolą i sygłom skłaej temperatury r e j e s t r f i c j i leży stałej casoej areroać potarania impulsó greania próbki (1) T, idmo polary tem

4 YNIKI POMIARO celu TESTOYCH stierdenia popraności miaroego preproane defektoymi, centrami diałania rerację istniejącymi idm aprojektoanego kremoej poiomó, diie po iąanych prostonicej typu BA157GP. Na popranie 2 predstaiono stroj,onego bokich poiomó próbkę charakteryoały sienia + 0, 3 9 pry sygły relaksacyjny pomiaroego, cęstotliościach pięciem V i spółcynnikiem 1,5; a. n a 3; i niesienia 5 H. polaryującym ypełnienia 3 pokaano Impulsy 4, 9 V, n a p i ę c i e m głę nie 2. O s c y l o g r a m, i l u s t r u j ą c y p r e sunięcie faoe o ' p o międy sygłem r e l a k s a c y j nym ( t e m p e r a t u r e p o k o j o ej ) i s y g n a ł e m o d n i e s i e n i a. 180 T[K] 3. idma g ł ę b o k i c h poiomó, i ą a n e o b e c n o ś c i ą centró defektoych diie typu B A G P, a r e j e s t r o a n e p r y c ę s t o t l i o ś c i a c h 1. 5 ; 3; 5 H Jak ynika emisja emisji ło idma paane 170 prypadku 86,39%. poiomu, areroanie bliżej kraędi jedynie nośnikó boce 3, alioanym ładunku położonego całego piku, dóch ść piku, głęboko aś prenicta leżące po akresie poiomó prerie prypadku stronie temperatur emisji poiomu, alencyjnego, yżsych temperatur. abronionej 10 obseroa energetycnych. prypadku możlie by położonego areroano Moż jedk

5 stierdić, oba że e rostem pikii p r 2. e s u a j ą V/y'korystując pikoi, nionej. ględem d = impulfió temperatury, łćidunku głęb&ego tego o d p o i a d a j etc e j poiomu poiomu chylenie prenicta pclar>'ujących temperatur, ależność ) potarania yżsych ora określono I g ( y ^ i ^ ) predstaiono (l) emisja, n o ś n i k ó cęstotliości, Prostą poiomu kierunku rónie iąanemu cnego, nego cęstotliości energety prerie określa i e r c h o ł k a abrc pć s m a tego alencyj ^ 810^ 6, y k r e s cono Jak łożony ależności danych, ległości pry predstaionych 0,24 ev 6,B3 ) ^ i Ayl M energetycny poiom ynica 6,4/03 ne kraędi 4, 1[K'] pomccy poiom którego yne energetycny prenicta po pe s m e alencyjnego. Koncentracja centró 14 nosi 2,9*10 reślony cm. ostał Maksymalny cnego defektoycti, Sposób ycania pstaie pre.c 'błąd g l ę d n y, i koncentrację proporcjol centró [3, koncentracji ysokości centró piku, y defektoych ok 4]. jakim określono defektoych róny poiomu poiednio energety 5% i ] 5%, PODSUMOANE Opracoano poiomó rądy pomiarov', pojemności, idea iomó. ta być starcono umożliiejący spektroskopii buy homynoy) ykorysta polegałaby ykoniu pomiaroego (Tekst ykorystane może Bua ora pomiaroy, niestacjornej nooltomier pomiaroa roych ładu układ metą bloku, żądanej 7.V głónie rerację buy scaleniu cęstotliości (generator prukcji umożliiającego idma pojemnościoej. impulsó, krajoej. spektrometru asadnicych automatycne potarania Zasadnice miernik Predstaio ęłó strajanie impulsó pry po pomia uk polaryujących. r.) 11

6 LITERATURA 1. Long D.V.; J. Appi, Phys. 45, 3023, Kimerling L.C.: IEEE Trans. NucU Sci. NS23, 1497, í Porbs U: NSr Technical Report, University of California, Davis Kamiński P.: Roprfo ktorska, Odesski Państoy Urúersytel im. I.I. Miecnikoa, Odessa 1961