Способ микроволнового измерения эффективной массы носителей тока в легированном полупроводнике

 

> .>>.

Ю г

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

< ч 498576

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свнд-ву— (22) Заявлено 01.06.73 (21) 1926472, 26-25 с присоединением заявки Ме— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.01.76. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 17.06.76 (51) Ц.Кл. G 01 R 31) 26

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений (53) УДК 621.382.2 (088.8) и открытии (72) Автор изобретения (71) Заявитель

А Брата шевскии

Донецкий физико-технический институт

АН Украинской ССР (54) СПОСОБ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ЭФФЕКТИВНОЙ МАССЫ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА

В ЛЕГИРОВАННОМ ПОЛУПРОВОДНИКЕ еоЛlгЖЕ - - ) (.)- > — о — >

=о»

Изобретение относится к способам определения электрофизических параметров полупроводниковых материалов.

Известен способ определения эффективной массы носителей тока, основанный на измерениях комплексной проводимости полупроводников на сверхвысоких частотах, при котором используется соотношение между величиной эффективной массы и изменением действительной части диэлектрической постоянной.

При этом эффективная масса носителей определяется по формуле: где т" — эффективная масса носителей;

У вЂ” концентрация носителей тока; о — электропроводность; т — время релаксации носителей тока; () — усреднение по энергетическим состояниям тока.

Недостатками известного способа являются погрешность при определении эффективной массы, вызванная погрешностями определения (z- )

o, N, числовой оцепкп величины -- — - —.,— и не(\ обходимость большого количества измерений.

Цель изобретения — упрощение и повышение точности измерения.

Цель изобретения достигается благодаря тому, что исследуемый полупроводник помещают в электрическое циркулярно поляризованное микроволновое поле и направленное перпендикулярно плоскости поляризации постоянное магнитное поле, изменяют напряженность постоянного магнитного поля до тех пор, пока включение и выключецпе модуляции концентрации носителей т ока не будет вызывать

15 изменения деиствительной части диэлектрической постоянной полупроводника, и прн данной величине напряженности определяют эффективную массу.

Действительная .часть диэлектрической постоянной легированного полупроводника с одним типом носителей тока, помещенного в циркулярно поляризованное микроволновое поле и постоянное магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости поляризации, может быть выражено следующей формулой: со- (со — со,) к1 —— ХО 1 (, )

30 uu 1 - (u> — со,)--.493576

Формула изобретения (4 Е -1Л) eFf

m"" = —, аС

25 еН, ш=ш с

Составитель В. Немцев

Редактор Т. Орловская Техред 3. Тараненко Корректор И. Симкина

Заказ 229/698 Изд. М 201 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий,Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фпл. пред, «Патент»

После подстановки выражения для плазIpIiiI0iI частоты формулу для диэлектрической постоянной можно переписать в виде:

4--е n та

1 — О .. ()(аз ))

m а 1 + (а1 — а,) - с - где го — частота микроволнового поля; п — концентрация носителей тока;

xi — диэлектрическая постоянная полупроводника в отсутствие носителей тока.

При включении и выключении модуляции концентрации носителей тока, которую осуществляют, например, с помощью оптической подсветки образца, действительная часть диэлектрической постоянной не будет изменяться только при единственном значении напряженности магнитного поля Но, при котором частота микроволнового поля равна цнклотронной частоте

Из этого выражения находят величину эффективной массы.

Способ микроволнового измерения эффективной массы носителей тока в легированном полупроводнике с малым временем релаксации путем измерения действительной части диэлектрической постоянной полупроводника, отличающийся тем,что, с целью упрощения и повышения точности измерений, исследуемый полупроводник помещают в электрическое циркулярно поляризованное микроволновое поле и направленное перпендикулярно плоскости поляризации постоянное магнитное поле, изменяют напряженность постоянного магГб нитного поля до значения, при котором включение и выключение модуляции концентрации носителей тока перестает вызывать изменения действительной части диэлектрической постоянной полупроводника, и при данной величине напряженности определяют эффективную массу из соотношения где е — заряд электрона;

Н вЂ” напряженность магнитного поля; со — частота микроволнового поля;

С вЂ” скорость света.