Способ определения фотоэлектрических характеристик полупроводника

 

Союз Советеник

Социаяистичеакик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 2 (5в).М;. Ka- .

G 01 н 31/26

G 03 C g/08 (22) Заявлено 080574 (21) 2022328/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) ОпублиыованоОм178 Бюллетень ¹ 1

Геардаретееввмв аеветет

"6евета Мввеетрав 666Р ва aeeaI азееретеавр в етерытва (53) УДК 621.382.2:

:772.99(088.8) (45) Дата опубликования описания 0601,78 (72) автори изобретения

Ю.-В.Ю.Вайткус и К.Ю.Ярашюнас (7в) Заявитель Вильнюсский ордена трудового красного знамени государственный университет им. B.KancyKaca (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

XAPAKTEPHCTHK ПОЛУПРОВОДНИКА

Изобретение относится к исследованию материалов с помощью оптических методов.

Известен способ определения Фотоэлекррнческих характеристик полупровод- 6 ника (концентрации свободных носителей заряда или Фотопроводимости в зависимости от уровня возбуждения), основанный на измерении коэффициента поглощения света свободными носителями заряда )p в инфракрасной области спектра, лежащей дальше края собственной полосы поглощения. Однако при таком способе сложен расчет концентрации свободных носителей заряда, а тем самым проводимости исследуемого полупроводника цо измеренному коэффициенту поглощения, из-эа неоднозначно выраженной зависимости коэффициента поглощения от дли.нна волны излучения и уровня возбужде- 20 ния полупроводника, что приводит к уменьшению точности определения этих характеристик; кроме того, необходим дополнительный источник инфракрасного излучения. 25

Цель изобретения - повышение точности и упрощение способа измерений.

Это достигается тем, что по пред лагаемому способу записывают и восстанавливают динамическую голограмму в 80 полупроводниковом образце и по величине восстановленного сигнала судят о его Фотоэлектрических характеристиках.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа ; на Фиг. 2 - распре" деление интенсивности дифракции в одну сторону от лучей лазера, Формирующих дифракционную решетку в монокристалле селенида кадмияу на Фиг. 3 зависимость концентрации свободных носителей заряда от уровня возбуждения.

Способ заключается в следующем.

Лазерный луч делят на два луча,совмещают их и на пересечении совмещенных лучей помещают исследуемый полупроводниковый образец, в котором получают динамическую голограмму, восстанавливают ее и по величине восстановленного сигнала судят о фотоэлектрических характеристиках полупроводника.

Для реализации способа используется устройство, содержащее одномодовый твердотельный лазер 1 на стекле с неодимом, лазерный усилитель 2, набор нейтральных светофильтров 3 для изменения мощности излучения лазера, стеклянную плоскопараллельную пластйну т

4940.63 для отвода части луча лазера к измерителю 5 мощности излучения, например к фотоэлементу ФЭК-09К. За пластиной

4 на пути излучения установлен делитель 6 света, например система призм

1 для разделения лазерного луча на два луча. На месте пересечения этих лучей помещен исследуеьияй полупроводниковый образец 7 и измеритель 8 интенсивности дифракции которым может служить также фотоэлемейт С3К-09К. Измеритель 5 мощности излучения и измеритель 8 интенсивности дифракции подключены к двухлучевому запоминающему осциллографу С1-429. Направление лучей на Фиг.l обозначено стрелками.

Под действием лучей лазера в полупроводниковом образце 7 создают большие концентрации свободных носителей заряда в виде синусоидальной дифракционной решетки. На этой решетке дифрагируют те же формирующие решетку лучи лазера. Подобрав или заранее подсчитав угол между ними, создают почти толстую динамическую голограмму с явно выраженным лишь первым дифрак25 ционным максимумом, как показано на фиг. 2.

С помощью нейтральных светофильтров 3 меняют мощность лучей лазера (уровень возбуждения полупроводника), а с помощью фотоэлемента 5 и двухлучевого осциллографа 9 измеряют уровень возбуждения полупроводникового образца 7, т.е. мощность части луча, отведенной пластиной 4. С помощью фотоэлемента 8, помещенного в первый дифракционный максимум, и осциллографа 9 измеряют интенсивность восстановленного сигнала. Таким образом, получают зависимость интенсивности дифракции от уровня возбуждения. Поскольку между интенсивностью света, дифрагированного в первый дифракционный максимум, и концентрацией свободных носителей заряда существует однозначная квадратичная зависимость в виде

P 2* + 1 (где — показатель степени измеренной характеристики; а" показатель степени зависимости концентрации свободных носителей заряда от уровня возбуждения), фотоэлектрическую характеристику .полупроводника, т.е. зависимость концентрации свободных носителей заряда от уровня возбуждения, получают, уменьшая показатели степени измеренной зависимости.

Применение голографии для исследования полупроводников позволяет повысить точность и упростить способ измерений.

ФоРмУл а из о брет ени я

Способ определения Фотоэлектрических характеристик полупроводника путем облучения лазерным лучом, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения точности измерений, записывают и восстанавливают динамическую голограмму в полупроводниковом образце и по величине восстановленного сигнала судят о его фотоэлектрических характеристиках.

4940б3

f f0

УРодень 6Озб ж3ения Д/ д

Фиа. У

Составитель Е.Халатова

Редактор A-Караулова Техред З.фанта Корректор A.Ãðèöåíêo

190/52 Тираж Ю И

Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

8 по

°, lg

% з Ю

f0 ь

1 ф

f ь

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проктная, 4