|
|
Ограничения вольтфарадного метода.Выражения (17) и (18) для емкости барьера Шоттки справедливы для режима обеднения ОПЗ. При достаточно малом изгибе зон условие При комнатной температуре минимальный потенциал на границе х= 0 равен V min=0.13 В. Предельному значению V min соответствует минимальная толщина ОПЗ w min.
только за пределами которой можно определить ND (x) по формуле (21) с погрешностью не более 5%. Из выражений (11) и (13) следует, что граница между ОПЗ и нейтральным объемом не является в действительности резкой, степень ее размытости характеризуется длиной Дебая
Длиной L D, поэтому, определяется точность пространственного разрешения при измерении профиля легирования. В кремнии wmin обычно составляет величину порядка удвоенной длины Дебая. Так при N D =1∙1015 см-3 длина Дебая L D=0.13 мкм. Толщины мелкозалегающих слоев, создаваемых при ионном легировании, могут оказаться сравнимыми с L D, что исключает возможность определения профиля N D(x) вблизи поверхности с помощью измерения вольтфарадной характеристики диода Шоттки. Максимальная глубина (толщина слоя ОПЗ), на которой возможно определение концентрации примеси методом вольтфарадной характеристики, ограничена явлением электрического пробоя ОПЗ. Отметим, что высокая точность измерения емкости барьерного контакта достигается при условии, что токи утечки через барьер пренебрежимо малы. Токи утечки возрастают с увеличением уровня легирования полупроводника, поэтому верхний предел измерения концентрации примеси с помощью вольтфарадных характеристик диода Шоттки не превышает 5∙1017 – 1∙1018 см-3.
На рисунке использованы следующие обозначения: С – дифференциальная емкость барьерного контакта, R B - дифференциальное сопротивление барьерного контакта, R S - сопротивление объема полупроводника. Сопротивление объема полупроводника R S, включенное последовательно с емкостью барьера, должно быть мало по сравнению с емкостным сопротивлением барьера. Чтобы измеряемая емкость соответствовала емкости барьера, необходимо выполнение условий Погрешность измерений. Вычисление концентрации легирующей примеси требует проведения численного дифференцирования экспериментальной зависимости C -2= f (V). Случайная погрешность определения N D складывается из погрешностей измерения величин, входящих в (21). Погрешность в определении напряжения на контакте при использовании цифро-аналогового преобразователя очень мала, и ее можно не учитывать. Определение емкости L,C,R измерителем Е7-12 производится с погрешностью не более 1%. Опыт показывает, что погрешность в определении концентрации легирующей примеси составляет около 5%. Экспериментальная часть Измерительная установка В настоящей работе измерение зависящей от напряжения емкости контакта металл-полупроводник проводят на макете автоматизированной установки измерения вольтфарадных характеристик (ВФХ) полупроводниковых структур. Этот макет позволяет измерять высокочастотных ВФХ структур с барьером Шоттки в заданных областях на пластине; осуществлять сбор и хранение полученных данных и представление полученной информации в графическом и цифровом виде. Блок-схема макета автоматизированной установки представлена на рис.5. В состав макета автоматизированной установки входят следующие блоки. 1 2 - блок согласования собственной разработки, содержащий программируемый источником напряжения, позволяющий прикладывать к измеряемой структуре напряжение в диапазоне от –10 В до +10 В с шагом от 0.01 В и более, и устройство согласования; 3 - измеритель L,C,R цифровой Е7-12; 4 - камера измерительная с устройством зондовым и микроскопом; 5 - форвакуумный насос. Измерение ВФХ производится на переменном токе частотой 1 МГц и амплитудой 30 мВ.
Образец для измерений В качестве объекта измерений служит часть пластины (n-n+-эпитаксиальной структуры GaAs), которая расплавленным индием закреплена на носителе – низкоомной пластине кремния n-типа проводимости с удельным сопротивлением 0.01 Ом·см. Поперечное сечение такой структуры с барьером Шоттки схематично представлено на рис.6.
Кремниевый носитель вносит дополнительное последовательное сопротивление, увеличивая значение R S. Контакт к подложке такой структуры осуществляется с ее обратной стороны от контактного стола, однополюсная вилка от контактного стола вставляется в дальнее от измерителя гнездо на устройстве зондовом. Контакт к барьерному электроду – при помощи зонда, однополюсная вилка от которого вставляется в ближнее к измерителю гнездо на устройстве зондовом. Ближнее гнездо подключено к входам измерителя Е7-12 I, U, а дальнее гнездо - к входам измерителя I*, U*. Материал подложки, площадь и материал затвора (металлического электрода) сообщаются отдельно. Контакт к подложке осуществляется с ее обратной стороны при помощи контактного стола, контакт к барьерному электроду (затвору) – при помощи зонда устройства зондового. В настоящей работе в качестве образца может быть использована часть пластины (n-n+ эпитаксиальной структуры GaAs), которая посредством расплавленного индия закреплена на носителе – низкоомной пластине кремния n-типа проводимости с удельным сопротивлением 0.01 Ом·см. Следует учитывать, что кремниевый носитель вносит дополнительное последовательное сопротивление, увеличивая значение R B.   Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
может нарушаться. Можно показать что формула (14) справедлива с погрешностью, не превышающей 5%, когда изгиб зон на границе раздела eV больше 5 кТ. Этот критерий определяет нижний границу напряжения на барьере, за пределами которой использование (20) приводит к систематической ошибке в определении N D(x).
(26)
(27)
Эквивалентная схема диода Шоттки на основе арсенида галлия представлена на рис.4.
.
