SU1213510A1 - Method of measuring rate of surface generation-recombination - Google Patents

Method of measuring rate of surface generation-recombination Download PDF

Info

Publication number
SU1213510A1
SU1213510A1 SU843736657A SU3736657A SU1213510A1 SU 1213510 A1 SU1213510 A1 SU 1213510A1 SU 843736657 A SU843736657 A SU 843736657A SU 3736657 A SU3736657 A SU 3736657A SU 1213510 A1 SU1213510 A1 SU 1213510A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
crystal
recombination
voltage
surface generation
resistance
Prior art date
Application number
SU843736657A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Константинович Малютенко
Юрий Моисеевич Малозовский
Светлана Александровна Витусевич
Original Assignee
Институт Полупроводников Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Полупроводников Ан Усср filed Critical Институт Полупроводников Ан Усср
Priority to SU843736657A priority Critical patent/SU1213510A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1213510A1 publication Critical patent/SU1213510A1/en

Links

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

Изобретение относитс  к полупро водниковой технике и может быть использовано дл  исследовани  свойств поверхности полупроводников в полупроводниковой микро- и оптоэлектро- ншсе при изготовлении и исследовании полупроводниковых приборов, в частности приемников излучени , источников электромагнитного излучени  .The invention relates to semiconductor technology and can be used to study the surface properties of semiconductors in semiconductor micro- and optoelectronics, in the manufacture and study of semiconductor devices, in particular radiation detectors, and sources of electromagnetic radiation.

Цель изобретени  - повьшение точности измерений за счет исключени  тока, св занного с генерацией носителей зар да в области пространственного зар да р-м-перехода, тока пробо  р-м-перехода, обусловленного образованием микроплазмы,и тока поверхностной утечки путем истощени  объема полупроводника неосновными носител ми зар да под действием электрического пол .The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy by eliminating the current associated with the generation of charge carriers in the spatial charge region of the pm junction, the breakdown current of the pm junction caused by the formation of microplasma, and the surface leakage current by depleting the semiconductor volume with minor ones charge carriers under the action of an electric field.

На фиг. 1 и 2 представлены безразмерные и экспериментальные вольт амперные характеристики, соответственно .FIG. Figures 1 and 2 show the dimensionless and experimental volt – ampere characteristics, respectively.

Безразмерные вольт-амперные характеристики (фиг. 1) рассчитаны дл  толщины кристалла и дл  различных значений безразмерной скорости поверхностной генерации-рекомбинации S (дл  кривой 1 Oj дл  кривой 2 0,2; дл  кривой 3 1,OJ дл  кривой 4 2,OJ дл  кривой 5 5,OJ дл  кривой 6 20,0, крива  7 - омическа  характеристика кристалла).The dimensionless current-voltage characteristics (Fig. 1) are calculated for the crystal thickness and for different values of the dimensionless surface generation-recombination rate S (for curve 1 Oj for curve 2 0.2; for curve 3 1, OJ for curve 4 2, OJ for curve 5 5, OJ for curve 6 20.0, curve 7 — ohmic characteristic of a crystal).

На фиг. 2 представлены экспериментальные вольт-амперные характеристики в режиме эксклюзии. Крива  8 соответствует кристаллу с малой скоростью поверхностной генерации-рекомбинации , кривые 9-11 соответствуют этому же кристаллу в пор дке возрастани  величины скорости поверхностной генерации-рекомбинации на широких гран х кристалла , крива  12 - омическа  характеристика кристалла.FIG. 2 shows the experimental current-voltage characteristics in the exclusion mode. Curve 8 corresponds to a crystal with a low surface generation – recombination rate, curves 9–11 correspond to the same crystal in the order of increasing values of the surface generation – recombination rate on wide faces of the crystal, curve 12 is the ohmic characteristic of the crystal.

Приме р. Изготавливают полупроводниковую пластину с размерами 0,,,078 см, толщинс;й, срав нимой с бипол рной диффузионной длиной, из монокристаллического германи  р-типа с удельным сопротивлением при комнатной температуре PS;40 Ом«см и концентрацией остаточ ;ной примеси см . К узким торцам пластины изготавливают контакты один антизапорный, другой - оми15 .Primer p. A semiconductor wafer with dimensions of 0 ,,, 078 cm, thickness, d, comparable to the bipolar diffusion length, is made of p-type single crystal germanium with a specific resistance at room temperature PS; 40 Ω "cm and a residual impurity concentration see To the narrow ends of the plate make contacts one anti-lock, the other - omi15.

2525

13510. 213510. 2

ческий. Антизапорный контакт изготавливают вплавлением In на травленую в пергидроле ) поверхность германи , омический - вплавлением Ino ggsGao,oo5 Диффузионна  длина в исследуемом материале составл етLf) 0,25 см. Широкие грани пластины обрабатывают симметрично . Изменение величины скорости поверхностной генерации-рекомбинации достигаетс  различной обработкой широких граней. Мала  скорость поверхностной генерации- рекомбинации (ScvlO см/с) достигаетс  травлением в кип щем пергидроле (Нг.02), максимальна  скорость поверхностной генерации-рекомбинации ( S 10 см/с) - гру- бой шлифовкой, промежуточные значени  скорости.поверхностной генерации-рекомбинации - мелкой шлифовкой либо осаждением золота из его водного раствора на исследуемую поверхность.chesky Anti-blocking contact is made by melting In on a germanium surface etched in perhydrol), ohmic contact is by melting Ino ggsGao, oo5 The diffusion length in the material under study is Lf) 0.25 cm. The wide faces of the plate are treated symmetrically. The change in the rate of surface generation-recombination is achieved by various processing of wide faces. The low rate of surface generation-recombination (ScvlO cm / s) is achieved by etching in boiling perhydrol (Hg.02), the maximum rate of surface generation-recombination (S 10 cm / s) is rough grinding, intermediate values of the rate-surface generation- recombination - by fine grinding or by deposition of gold from its aqueous solution on the surface under study.

Измер ют вольт-амперные харак- теристики (ВАХ) исследуемых крир- таллов при комнатной температуре. Измерени  провод т в импульсном режиме. Длительность импульсовCurrent-voltage characteristics (VAC) of the crystals under study are measured at room temperature. Measurements are carried out in a pulsed mode. Pulse duration

30 (| ц 150-600 мкс) выбирают такой, чтобы избежать нагрева Кристаллов и в то же врем  обеспечить стационарность процесса эксклюзии . Импульсы тока и напр жени  ре-30 (| c 150-600 μs) is chosen so as to avoid heating of the crystals and at the same time ensure the stationarity of the exclusion process. Current and voltage pulses

35 гистрируют стробоскопическим осциллографом С7-12. ВАХ записыва- ртс  на самописце ЛКД4-003.35 send a C7-12 stroboscopic oscilloscope. WAH is recorded on an LC4-003 recorder.

На фиг. 2 представлены ВАХ в ре- жиме эксклюзии. Омическа  характе40 ристика (крива  5) записываетс  через 0,2 мкс от начала импульса, когда эксклюзи  в образце еще не возникла. Крива  1 соответствует образцу с малой скоростью поверх-FIG. 2 shows the IVC in the exclusion mode. The ohmic characteristic (curve 5) is recorded after 0.2 µs from the beginning of the pulse, when an exclusivity has not yet arisen in the sample. Curve 1 corresponds to the sample with a low surface speed.

45 ностной генерации-рекомбинации. Эксклюзи  начинаетс  в этом образце с очень малых напр жений, сопротивление образца на участке эксклюзии возрастает в 50 раз по45natal generation-recombination. The exclusivity begins in this sample from very low voltages, the resistance of the specimen at the exclusion site increases 50 times over

50 сравнению с исходным.Кривые(.50 compared with the original. Curves (.

2-4 соответствуют этому же образцу в пор дке возрастани  величины скорости поверхностной генерации-рекомбинации на широких гра55 н х кристалла. Представленные ВАХ имеют вид (фиг. 2) характерный дл  эксклюзии, при малых напр жени х линейны и совпадают с они32–4 correspond to the same sample in the order of an increase in the magnitude of the surface generation – recombination rate on wide grains of crystals. The presented IV characteristics have the form (fig. 2) characteristic for exclusion, at small voltages they are linear and coincide with them3

ческой характеристикой. При средних напр жени х U ток I л/ U , Р больших напр жени х I . Определ   на линейном участке сопротивление кристалла в релсиме полной эксклюзии Rjic напр жение отсечки дп  кривых 1-4, по предлагаемым формулам вычисл ют значени  скоростей поверхностной генерации-рекомбинации . Так, дл  кривых 1-4 S«75; 580; 8-10 4,3« jxlO см/с соответственно. Значени ,chesky characteristic. At medium voltages x U, the current is I l / U, P is large voltages x i. Determining the resistance of the crystal in the linear region in terms of complete exclusion Rjic of the cutoff voltage dp of curves 1–4, the values of the surface generation – recombination rates are calculated using the formulas proposed. So, for curves 1-4 S “75; 580; 8-10 4,3 "jxlO cm / s, respectively. Values

(Вычисленные по сопротивлению кристалла в режиме полной эксклюэии, отличаютс  от значений, вычисленных по напр жению отсечки, в пределах 5%(Calculated from the resistance of the crystal in the full exclue mode, differ from the values calculated from the cut-off voltage, within 5%

Экспериментально сравнивают предлагаемый и известный способы при одних и тех же услови х измерени , на одном конкретном материале, при одной и той же технологии изготовлени . Сравнивание провод т на крис . таллах Ge. К кристаллам-Ое ( р.с: х40 Ом-см), который используют в предлагаемом примере, изготавливаютExperimentally, the proposed and known methods are compared under the same measurement conditions, on one specific material, using the same manufacturing technology. The comparison is carried out on the cris. Talla Ge. To crystals-Ge (p. S: x40 ohm-cm), which is used in the proposed example, is made

1851018510

сплавной p-h-переход таким же образом , как антизапорный. Затем по току насыщени  вычисл ют скорости поверхностной генерации-рекомбина5 ции дл  различных обработок поверхности и сравнивают с аналогичными, полученными по предлагаемому способу Изменение величины скорости поверхностной генерации-рекомбинации осу10 ществл ют осаждением золота из его водного раствора одновременно как дп  предлагаемого способа, так и дл  изготовленного р-и-перехода. Поэтому можно считать, что измер емые ско15 рости поверхностной генерации-рекомбинации в предлагаемом и известном способах одинаковы.floatable p-h junction in the same way as anti-blocking. Then, saturation current is used to calculate surface generation-recombination rates for various surface treatments and compare with similar ones obtained by the proposed method. Changing the value of surface generation-recombination rates is realized by precipitating gold from its aqueous solution at the same time as dp of the proposed method and for manufactured p-and-junction. Therefore, we can assume that the measured rates of surface generation – recombination in the proposed and known methods are the same.

Известный способ чувствителен к величине скорости поверхностнойThe known method is sensitive to the magnitude of the velocity of the surface

20 генерации-рекомбинации см/с, тогда как предлагаемым способом удаетс  измерить см/с, при этом значение скорости поверхностг ной генерации-рекомбинации контро25 лируют третьим независимьм методом.20 cm / s recombination generation, while the proposed method makes it possible to measure cm / s, while the surface generation-recombination rate value is controlled by the third independent method.

mcmc

ЧитеRead

418)418)

Составитель Н.Воробьев Редактор Н.Гунько Техред С.Мигунова Корректор М. Самборска Compiler N.Vorobyov Editor N.Gunko Tehred S.Migunova Proofreader M. Samborska

783/59783/59

Тираж 644ПодписноеCirculation 644Subscribe

ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee

по делам изобретений и открытий П3035, Москва,Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries P3035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Филиал ram Патент, г. Ужгород,-ул. Проектна , 4Branch ram Patent, Uzhgorod, -ul. Project, 4

Claims (1)

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ · ПОВЕРХНОСТНОЙ ГЕНЕРАЦИИ-РЕКОМБИНАЦИИ, включающий измерение вольтамперной характеристики в режиме контактного истощения полупроводникового кристалла носителями заряда, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерен ний^используют полупроводниковый кристалл по меньшей мере с одним антизапорным контактом на торце и толщиной, сравнимой с диффузионной длиной носителей заряда, по измеренной вольт-амперной характеристике определяют сопротивление полупроводникового кристалла или напряжение отсечки в режиме эксклюзии и определяют скорость поверхностной генерации-рекомбинации по следующим формулам:METHOD FOR MEASURING SPEED · SURFACE GENERATION-RECOMBINATION, including measuring the current-voltage characteristic in the contact depletion mode of a semiconductor crystal by charge carriers, characterized in that, in order to increase the accuracy of the measurements, a semiconductor crystal with at least one anti-gate contact with the end face and thickness with the diffusion length of the charge carriers, the resistance of the semiconductor crystal or the cut-off voltage is determined by the measured current-voltage characteristic in exclusion mode and determining the rate of surface recombination of lasing by the following formulas: где S - скорость поверхностной генерации-рекомбинации;where S is the surface generation-recombination rate; D - коэффициент биполярной диффузии; , £ - безразмерный коэффициент’, β - безразмерный коэффициенту d - полутолщина кристалла* Н - безразмерный коэффициент; Вэк - сопротивление кристалла в режиме полной эксклюзии;D is the bipolar diffusion coefficient; , £ - dimensionless coefficient ’, β - dimensionless coefficient d - half crystal thickness * Н - dimensionless coefficient; Vack - crystal resistance in the full exclusion mode; Roh - исходное сопротивление кристалла;Roh is the initial crystal resistance; 'У - безразмерный коэффициент; Уотс - напряжение отсечки; Уэк - напряжение эксклюзии; К - постоянная Больцмана;'Y - dimensionless coefficient; Watts - cutoff voltage; At ek - voltage exclusion; K is the Boltzmann constant; Т - температура;T is the temperature; Ь - длина кристалла;B is the length of the crystal; И;· - концентрация электронов в , собственном полупроводнике*,And; · is the concentration of electrons in an intrinsic semiconductor *, М - биполярная диффузионная длина;M - bipolar diffusion length; Ν' - концентрация“нескомпенсированной примеси*,Ν 'is the concentration of “uncompensated impurity *, - заряд электрона.is the charge of an electron. SU ... 1213510 >SU ... 1213510> полупро“ быть ис-half-pro be
SU843736657A 1984-05-03 1984-05-03 Method of measuring rate of surface generation-recombination SU1213510A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843736657A SU1213510A1 (en) 1984-05-03 1984-05-03 Method of measuring rate of surface generation-recombination

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843736657A SU1213510A1 (en) 1984-05-03 1984-05-03 Method of measuring rate of surface generation-recombination

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1213510A1 true SU1213510A1 (en) 1986-02-23

Family

ID=21117389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843736657A SU1213510A1 (en) 1984-05-03 1984-05-03 Method of measuring rate of surface generation-recombination

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1213510A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fitrgerald D.I. and Gove A.8. Surface recombination in Semiconductors. -Surface Science. 1968, v 9, № 2, p. 347. Thomas I.E. Rediker R.H. Effect: of Electric Field on Surface Recombination velocity in Germanium. - The Physical Reyiew. 1956, febru- ary 1, V .101, № 3, p. 984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Baron et al. Electrical behavior of group III and V implanted dopants in silicon
Irmscher et al. Hydrogen-related deep levels in proton-bombarded silicon
Chynoweth et al. Threshold energy for electron-hole pair-production by electrons in silicon
Johansson et al. Technique used in Hall effect analysis of ion implanted Si and Ge
Elliot Thick junction radiation detectors made by ion drift
Eiche et al. Analysis of photoinduced current transient spectroscopy (PICTS) data by a regularization method
Crowder et al. High‐Dose Implantations of P, As, and Sb in Silicon: A Comparison of Room‐Temperature Implantations Followed by a 550° C Anneal and Implantations Conducted at 600° C
SU1213510A1 (en) Method of measuring rate of surface generation-recombination
Kleinfelder et al. Impurity distribution profiles in ion-implanted silicon
Prettyman et al. Effect of surfaces on the performance of CdZnTe detectors
Dearnaley et al. A lithium-drifted silicon surface-barrier detector for nuclear radiations
Greene et al. Measurement of boron impurity profiles in Si using glow discharge optical spectroscopy
US7405580B2 (en) Self-calibration in non-contact surface photovoltage measurement of depletion capacitance and dopant concentration
Warmenbol et al. Hot-electron galvanomagnetic conduction in n-InSb at 77 K
Li et al. The use of spatially-dependent carrier capture rates for deep-level-defect transient studies
US3449177A (en) Radiation detector
RU2575939C1 (en) Method of making ionising radiation sensor
Armantrout Ambient Storage Effects and Mounting Problems of Very Large Volume Ge LID Detectors
JPH03132052A (en) Mis boundary evaluation method and device
SCHWARZ G. SCHWARZ, M. TRAPP, R. SCHIMKO, G. BUTZKE, and K. ROGGE
SU987712A1 (en) Method of measuring surface generation-recombination
SU1160484A1 (en) Versions of method of determining mobility of minority carriers
Dearnaley Semiconductor nuclear radiation detectors
RU2035807C1 (en) Process of manufacture of semiconductor detector of ionizing particles
Munakata Detection of resistivity variation in a semiconductor pellet with an electron beam