Способ измерения концентрации носителей тока в полупроводнике

 

75235

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 24ЛЧ.1968 (№ 1233505/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано ОЗ.Ч!1.1970. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 22.Х.1970

К ч 21 о 11/02

21ат, 35/01

МПК Н 01l

Н ОЗЬ

УДК 537.226. +537.311. .33: 537+535 (088.8) Комитет но делам иаобретеннй н открытий ори Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Ю. К. Пожела и P. Б. Толутис

Институт физики полупроводников АН Литовской ССР

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ НОСИТЕЛЕЙ

ТОКА В ПОЛУПРОВОДНИКЕ

Изобретение относится к полупроводниковой технике, а именно к экспресс-измерениям концентрации носителей тока в полупроводниках.

Существующие методы измерения концентрации носителей тока в полупроводниках основаны IIB определении электропроводимости 0 и коэффициента Холла R. При этих методах необходимо создание омических контактов и обязательное измерение эффекта Холла и электропроводимости.

Предлагаемый способ позволяет измерять концентрации носителей тока в полупроводниках, не изготовляя омические измерительные контакты и не определяя эффект Холла и электропроводимость.

Для этого используются геликонные волны (медленные поперечные электромагнитные волны с круговой поляризацией; диапазон частот 1 — 185 Мгц). Измерение концентрации носителей тока в полупроводниках производится бесконтактным способом и сводится к измерению частоты полуволнового резонанса геликонной волны в образце.

Это происходит следующим образом. В присутствии внешнего постоянного магнитного поля в образце, имеющем пластинки с двумя параллельными плоскостями, возбуждается и индуктируется геликонная волна с помощью входной и выходной катушек индуктивности, расположенных взаимно перпендикулярно. Резонапс геликонной волны фиксируется по резонансу напряжения на выходнои катушке при помощи индикатора.

На фиг. 1 изооражена блок-схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 — схема датчика измерения концентрации носителей тока в полупроводнике.

Электрический сигнал от генератора синусоидальных колебаний 1 поступает на датчик

10 2, предназначеш|ый для возбуждения и индикации геликонных волн в исследуемом образце. Геликонная волна на выходе датчика индуцирует сигнал, который поступает на индикатор резонанса напряжения 8, предназначен15 ный для определения частоты полуволнового резонанса геликонной волны в образце /р при данном значении индукции внешнего поля В.

Исследуемьш полупроводниковьш образец

4 помещают в скрещенные катушки: возбуж20 дения б (вход датчика) и индикации 6 (выход датчика) гелпконной волны. Образец вырезан из полупроводникового монокристалла в виде пластинки толщиной d с параллельными плоскостями. Другие размеры должны быть

25 много больше d, а и: конфигурация значительной роли не играет. Катушки выполнены на твердых каркасах и расположены так, что плоскости их сечения перпендикулярны плоскости образца и между собой. Это позволяет

30 избежать передачи паразитного сигнала от

275235

Предмет изобретения

9 иг. 1

Составитель Л. Б. Пирожников

Редактор И. Г. Карпас Тскрсд А. А. Камышникова Корректор Т. А. Уманец

Заказ 2888т7 Тираж 480 Подписное

Ь;11ИИПИ Комитета по делам изобрстсний и открытий при Совете Ми шстров СССР

Москва, 7К-35, Раушская иаб., д. 4i5

Типографии, пр, Сапунова, 2 входа к выходу. Количество витков катушек подобрано так, чтобы в рабочем интервале частот избежать их собственных резонансов.

Датчик помещается во внешнее магнитное поле, перпендикулярное плоскостям образца.

Сигнал от генератора поступает па катушку и при наличии внешнего магнитного поля возбуждает в исследуемом образце геликонную волну.

Условия распространения геликопной волны в полупроводнике, если имеется одна группа носителей с концентрацией носителей тока и и подвижностью носителей тока и, определяются выражением ,„В)) I, где  — индукция внешнего магнитного поля.

Предлагаемый способ измерения концентрации носителей тока в полупроводниках заключается в следующем. Плоский полупроводниковый образец помещают в скрещенные катушки индуктнвности и постоянное магнитное поле, параллельное плоскосгям сечения катушек и перпендикулярное плоскости образца, подают электрический сигнал на одну катушку индуктивности, возбуждая в образце геликонную волну, благодаря которой во второй катушке индукцируется сигнал, поступающий на индикатор для определения концентрации носителей тока по величине частоты полуволнового резонанса в образце при данном значении внешнего магнитного поля.

Концентрация и носителей тока в полупроводнике определяется по формуле:

7,82 10" В

П:

,/2 где и выражено в с,я >,  — в гс, /р — в гц и с1 — в сл.

Способ может быть использован для экс10 пресс-измерений концентрации носителей тока в полупроводниках в производстве полупроводниковых материалов и приборов, Способ измерения концентрации носителей тока в полупроводнике, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и расширения

20 возможностей измерений, исследуемый плоский полупроводниковый образец помещают в скрещенные катушки индуктивности и постоянное магнитное поле, параллельное плоскостям сечения катушек и перпендикулярное плоскос25 ти образца, подают электрический сигнал на одну катушку индуктивности, возбуждая в образце геликонную волну, благодаря которой во второй катушке индуцируется сигнал, который подают на индикатор для определения

30 концентрации носителей тока по величине частоты полуволнового резонанса в образце при данном значении внешнего магнитного поля