способ контроля однородности полупроводниковых материалов
Классы МПК: | H01L21/66 испытания или измерения в процессе изготовления или обработки |
Автор(ы): | Даунов М.И., Магомедов А.Б. |
Патентообладатель(и): | Институт физики Дагестанского научного центра РАН |
Приоритеты: |
подача заявки:
1987-10-29 публикация патента:
10.04.1995 |
Изобретение относится к контролю параметров полупроводниковых материалов и может быть использовано для определения неоднородности кристаллов узкозонных полупроводниковых материалов с изотропно распределенными неоднородностями и одним типом носителя. О неоднородности материала судят по величине составляющей магнетосопротивление /нo = /o-/фo , где /o - величина поперечного магнетосопротивления: /фo - величина физической составляющей магнетосопротивления, которые измеряют на серии образцов при фиксированном угле Холла и температуре.
Формула изобретения
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОДНОРОДНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий измерение электрического параметра полупроводника и определение на его основе однородности материала, отличающийся тем, что, с целью осуществления возможности контроля неоднородности кристаллов узкозонных полупроводниковых материалов с изотропно распределенными неоднородностями и одним типом носителей, в качестве электрического параметра измеряют поперечное магнетосопротивление /o серии образцов при фиксированном угле Холла и температуре, определяют физическую составляющую магнетосопротивления /фo при фиксированном угле Холла и по рассчитанной величине составляющей магнитосопротивления/нo = /o-/фo,
определяют однородность материала.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к измерениям параметров полупроводниковых материалов и может использоваться для контроля однородности распределения примесей в кристаллах узкозонных полупроводников. Известен зондовый способ определения концентрации и подвижности носителей заряда, заключающийся в измерении электрических параметров материала и определении по ним однородности образца [1]Наиболее близким к заявленному является способ определения неоднородности полупроводников однозондовым способом, заключающийся в измерении электропроводности при сканировании образца, по которой определяется однородность образца [2]
Однако этот способ недостаточно точен, сильно зависит от геометрии образца, не чувствителен к флуктуациям локальных однородностей (статистическим флуктуациям), а также не выявляет неоднородности, связанные с технологическими процессами. Способ не может применяться для кристаллов узкозонных полупроводников с изотропно распределенными неоднородностями и имеющих один тип носителей. Целью изобретения является осуществление возможности контроля неоднородности в таких кристаллах. Изобретение основано на измерении поперечного магнитного сопротивления в кристаллах узкозонных полупроводников с одним типом носителей в области сильных и слабых магнитных полей. Сущность изобретения состоит в том, что при соблюдении определенных условий достигается пренебрежимо малый вклад геометрической составляющей в измеряемое магнетосопротивление. При этом измеряемое магнетосопротивление состоит из физического, определяемого статистическим распределением носителей заряда по энергиям и формируемого технологическими неоднородностями. Существует возможность разделения физического магнетосопротивления (ФМС) и магнетосопротивления, обусловленного технологическими неоднородностями (МСН). Это можно осуществить по результатам исследования магнетосопротивления полупроводника при сильном гидростатическом сжатии либо, например, в результате анализа комплексных исследований кинетических коэффициентов при атмосферных давлениях, либо методом магнетотермоЭДС. П р и м е р. Образец CdShAg2 в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами 10х1х0,8 мм3 предварительно протравливается. Затем токовые зонды припаивают к торцам, а две пары потенциальных зондов к узким граням образца. Температуру измерений фиксируют. Оптимальной температурой измерений является 77,6 К. Для значительной части концентрационного интервала при этом выполняется условие сильного вырождения, при котором механизм рассеяния смешанный и величина ФМС мала. Выбирают максимально допустимое значение угла Холла R H и фиксируют его при помощи изменения магнитного поля. Известным способом термоЭДС определяют концентрационную зависимость ФМС. Известным способом измеряют два значения коэффициента Холла (R1, R2) и удельной электропроводности (1,2). Оценивают коэффициенты KR и K характеризующие концентрационную однородность вдоль и поперек образца, а также интегральная характеристика /oн=/o-/oф при фиксированном Таким же способом были проведены исследования на МС на двух однородных (КR K 1% мм-1) с одинаковыми концентрациями и подвижностями образцах СdS nAg2 при 77,6 К. Образцы имели идентичные размеры и расположение зондов. Отношение L (/oф)/ позволяет оценить долю ФМС в магнетосопротивлении, так как в малых полях (Н < 10 кЭ) МСН и ФМС имеют близкую полевую зависимость, с ростом величины магнитного поля ФМС имеет насыщение, а МСН линейную полевую зависимость. Величина L составляет в малых полях 4,6% и 4,15% при =3,a/oн равняется соответственно 0,068 и 0,095. Таким образом, если по эффекту Холла и электропроводности образцы практически однородные, то эффект МС, измеренный предложенным способом, позволяет характеризовать степень их совершенства-отношение МСН указанных образцов составляет 40% Величина /oн является характеристикой однородности материала, так как определяет различие между эффективной электропроводностью и пространственно усредненной локальной электропроводностью.
Класс H01L21/66 испытания или измерения в процессе изготовления или обработки