Способ диагностики двумерной проводимости в полупроводниковых материалах

Способ диагностики двумерной проводимости в полупроводниковых материалах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ДВУ МЕРНОЙ ПРОВОДИМОСТИ В ПОЛУПРОВОДНИ КОВЫХ МАТЕРИАЛАХ, включающий возде ствие на исследуемый образец электрическим полем, отличающи с я тем, что, с целью сокращения времени диагностики, электрическое поле увеличивают до перехода образца в состояние с отрицательным сопротивлением , после чего реп1стрируют СВЧ-шум в образце, образец располагают в плоскости, совпадающей с вектором СВЧ-иумового сигнала, и снимают зависимость температуры СВЧ-шума от тока в образце, затем образец располагают в плоскости, перпендикулярной вектору СВЧ-шумового сигнала в образце, и также .снимают зависимость температуры СВЧ-шума от тока в образце, а наличие двумерной проводамости диагностируют по одновременному монотонному возрастанию зависимости температуры СВЧ-шума от тока в образце при расположении вектора СВЧ-шумового сигнала в плоскости образца и насыщению той же зависимости при расположении вектора СВЧшумового сигнала в плоскости, перпендикулярной плоскости образца. 2. Способ по п. 1,отличающий с я тем, что в качестве электрического поля используют СВЧ-поле. ff3, Тая SeSpajne.KA)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I9) (ll3

<5))4 G 01 В 3)/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я

Ф «

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЧ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1 ) 36 76265/24-2 ) (22) 23.12.83 (46) 07.)1.85. Бкц . N - 4) (71) Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе и Институт физики полупроводников АН ЛитССР (72) А.Т.Гореленок, В.В.Мамутин, Т.А.Полянская, А.В.Приходько., В.В.Рождественский и )D.Â.Øìàðöåâ (53) 621.382(088.8) (56) Stern F., Howard W.Е.

Phys. Rev., v. 163, Р 3, рр.816-835, 1967.

Авторское свидетельство СССР

Ф 987539, кл. G 01 R 29/26, 10.07.80.

Culdner Y., Vieren I.P, Voisin P.z

Voos М. — Appl.Phys. Lett.,v. 40,9 )О, 1982, р. 877-879. (54)(57) l. СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ДВУМЕРНОЙ ПРОВОДИМОСТИ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛАХ, включающий воздействие на исследуемый образец электрическим полем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сокращения времени диагностики, электрическое поле увеличивают до перехода образца в состояние с отрицательным сопротивлением, после чего регистрируют

СВЧ-шум в образце, образец располагают в плоскости, совпадающей с вектором СВЧ-шумового сигнала, и снимают зависимость температуры СВЧ-шума от тока в образце, затем образец располагают в плоскости, перпендикулярной вектору СВЧ-шумового сигнала в образце, и также .снимают зависимость температуры СВЧ-шума от тока в образце, а наличие двумерной проводимости диагностируют по одновременному монотонному возрастанию завиЗ симости температуры СВЧ-шума от тока в образце при расположении вектора

СВЧ-шумового сигнала в плоскости образца и насыщению той же зависимости при расположении вектора СВЧшумового сигнала в плоскости, перпендикулярной плоскости образца.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве электрического поля используют СВЧ-лоле.

1190315

Изобретение относнтся.к измерительной технике и может быть использовано в процессе производственного контроля качества полупроводниковых приборов и структур, при исследовании их свойств, Цель изобретения — сокращение времени, необходимого для диагностики двумерной проводимости, упрощение процесса диагностики.

На фиг.1 изображена $-образная

ВАХ образца, где участок А — Б соответствует низкоомному состоянию данного образца, т.е. состоянию с отрицательным сопротивлением; на фиг.2— две зависимости температуры СВЧшума h Т = Т вЂ” То от тока, (То температура окружающей среды), при этом кривая I соответствует первой зависимости, снятой при ориентации плоскости образца, совпадающей с направлением вектора СВЧ-шумового сигнала, а кривая 2 соответствует зависимости, снятой при ориентацииортогональной вышеуказанной.

Способ осуществляется следующим образом.

Сначала к образцу прикладывают постоянное электрическое поле величиной 30 В (фиг.1). При этом образец переходит в низкоомное состояние, определяемое по ВАХ, Затем снимают токовые зависимости температуры СВЧ-шума при двух различных ориентациях образца относительно вектора СВЧ-шумового сигнала. При этом используют специальное приспособление для измерения СВЧ-шума, в котором образец размещается над сильно излучающей четвертьволновой щелью.

При переводе образца в низкоомное состояние в последнем возникает эффект локализации тока по какому-то

1 определенному направлению, т. е. появляется шнур тока.

Экспериментально было установлено, что наличие двумерной проводимости приводит к таким ограничениям на рас. ширение шнура тока, что зависимость

/ температуры шума от тока, измеренная при ориентации плоскости образца, совпадающей с направлением

10 вектора СВЧ-шумового сигнала, отличается от той же зависимости, снятой при ориентации образца в плоскости ортогональной вышеуказанной.

Возможен также перевод образца в состояние с отрицательным сопротивлением посредством воздействия СВЧшумового сигнала, что дополнительно упрощает способ за счет унификации аппаратуры.

Например, изготавливали образец с гетероструктурой InGaAs-InP, вырашенной на полуизолирующей подложке InP (Fe) ориентации (100) с толщиной InGaAs-слоя 4,5 мкм и концентрацией носителей g = 2,10 см и з -з

InP-слоя 1,5-2,0 мкм и концентрацией носителей Il= 9.10 см с общей толщиной 450 мкм. Первоначально плоскость образца ориентировалась

30 г. над четвертьволновой щелью размером

7 . 0,48 мм устройства для измерения СВЧ-шума в направлении вектора

СВЧ-поля, а затем — ортогонально первоначальной.

Снятие указанных зависимостей производилось с помощью приемника

П5-15А на частоте СВЧ-поля 26 ГГц.

Анализ снятых зависимостей приведен-! ных на фиг.2, показывает, что первая зависимость имеет возрастающий ха40 рактер, а вторая — постоянный, насыщенный, что свидетельствует о наличии двумерной проводимости.

» VO3i 5

Редактор С.Лыжова

Заказ 6975/48 Тираж 747

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Подписное ч

Ч

0,3 0;4 0,5

Ток 6 обРозце,.7)4) Риг. 2

Составитель С. Шумилишская

Техред. А. Кикемезей Корректор,Т. Колб

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