SU1289317A1

SU1289317A1 - Способ определени подвижности носителей зар да в твердых телах

Info

Publication number: SU1289317A1
Application number: SU853871685A
Authority: SU
Inventors: А.Г. Ждан; В.В. Мухин; Н.Е. Никитин; В.Ф. Синкевич
Original assignee: Институт Радиотехники И Электроники Ан Ссср
Priority date: 1985-01-18
Filing date: 1985-01-18
Publication date: 1991-08-07

Abstract

Изобретение относитс к области полупроводниковой техники и материаловедени и может быть использовано дл определени подвижности носителей зар да в металлах, вырожденных полупроводниках, структурах металл- диэлектрик-полупроводник , гетеропереходах , бикристаллах и других действующих устройствах электронной техники . Целью изобретени вл етс повьшенне чувствительности и точности . После предварительного опреде-- лени подвижности носителей зар да по магнитосопротивлению при индукции магнитного пол Во производ т измерени зависимости амплитуды А. Осцйл - ции производной магнитосопротивлени измер ютс в точках максимумов и минимумов при температуре образца Т, устанавливаемой в пределах . he9 2Jr -k-inj. eB/km и при изменении индукции магнитного пол В в пределах (uV В 2lr kTm /|,e, где k - посто нна Больцмана, - посто нна Планка , го - циклотронна масса электрона , е - зар д электрона. Использу измеренную зависимость А от индукции магнитного пол В, вычисл ют уточненное значение подвижности носителей зао да ч по фор муле / -1/2}(А пА/л «(1/В) - TtkTm /beV. 3 ил. W со о

Description

112

Изобретение йтноситсп к области гюлутфоподнйковой техники и материаловедени и может бытоь использовано дл определени подВ 1жности носителе зар да в металлах, вьфожденных полу- проводникам структурах металл - диэлектрик - полупроводник, гетеропереходах , бикристаллах и других действующих устройствах электронной техники.

Цель изобретени - повьтение чувствительности и точности.

На фиг. 1 изображена принципиальна схема измерений, реализующа предлагаемый способ; на фиг. 2 - зависимость производной магнитосопротив- лени dR/dVa МДП-транзистора от ин- дУкции магнитного пол В при фиксированном значении напр жени на затворе Vg 15 В (пунктир-огибающа ); на фиг. 3 - зависимость относительной амплитуды А осцилл ции произвоЗд- ной магнитосопротивлени МДП-транзистора от индукции магнитного пол В в координатах En А от В .

Схема измерений содержит генератор 1 переменного напр жени , блок 2 питани , источник 3 магнитного пол (соленоид), датчик А индукции магнитного пол , источник 5 посто нного то ка, селективный вольтметр 6, двух- координатный самописец 7, объект исследовани (на фиг. 1 выделен пунктиром ), в качестве которого выбран полевой транзистор 8 с изолированным затвором, слоем диэлектрика 9, провод щим слоем 10, токовыми контактами J 1 и подложкой 12,

Пример. Проиллюстрируем применение способа на примере определени подвижности электронов в инверсном слое кремниевого МДП-траН- зистора, изготовленного на подложке (ЮО) из р-кремни , легированного бо

.

ром.

с удельным сопротивлением

20 Ом см. Толщина окисла составл ет 0,1 мкм, площадь структуры ;; 3-1 Измерение производной магнитосопротивлени dR/dV (фиг. 2) при фиксированном напр жении на затворе У 15В проводитс по модул ционной методике в процессе изменени индук ции магнитного пол В от 1 до 3 Тл. Установленное значение температуры удовлетвор ет условию реализации

j 2Jt

способа

kTrn ЬеВ

4I во всем интервале значений магнитной индукции.

где k 1,36-in- Лж/К и Ь 1 ,05 х X - посто нные Больцмана и Планка соответственно, е I,60 х X 10 Кл - зар д электрона, тп 0,19 т -.эффективна циклотронна масса электрона в плоскости (100) SJ , т 9,11-10 кг - масса электрона , I Тлев 3 Тл - индукци магнитного пол . Подвижность носителей зар да определенна известным способом по измеренному значению магнитной индукции В , при котором возникают квантовые социлл ции магнитосопротивлени (фиг. 2), равна ,гО,8 MVBc (В/ 1,2 Тл).

Таким образом, значени индукции магнитного пол , приложенного перпендикул рно поверхности Ri, при измерении зависимости dP/dVg удовлетвор ют

условию

;.„. Ц

во всем

25

30

35

40

исследуемом интервале. На фиг. 3 определ ют изменение величины обратной индукции магнитного пол д(Е/В), исход из услови линейности зависимости натурального логарифма амплитуды осцилл ции магнитосопротивлени Zn А ОТ/Е-/В. Амплитуда осцилл ции магнитосопротивлени А из- мep etc в точках максимумов или минимумов производной магнитосопротивлени (точках касани огибающей с графиком функции dR/dVj. Далее определ ют изменение логарифма амплитуды осцилл ции магнитосопротивлени &( In А), соответствующее вели- чине л(1/В), и вычисл ют подвижность fi носителей зар да по формуле

Г- А). L 9Г

(17в)

ykTme. t,e

;

Дл рассматриваемого примера значени величин, определенные по фиг, 3, равны й(1п А) -2,50, ) 0,147 Тл, Подставл указанные выше численные значени величин, вход щих в расчётную формулу, получают значение подвижности электронов f 1,17 MVBc.

Claims

Формула изобретени

Способ определени подвижности носителей зар да в твердых телах, включающий приложение к образцу т нущего

31289

электрического и магнитного полей при посто нной температуре, измерение значени индукЦии магнитного пол Вд, при котором возникают осцилл ции производной магнитосопротивлени , и 5 определение подвижности носителей зар да р, расчетным путем, отличающийс тем, что, с целью повьплени чувствительности и точности , температуру образца устанавли- вают исход из услови НеВ ,„, ЬеВ

2ЛЧш,

14

Itm

I

измерение зависимости амплитуды ос- лилл ций производной магнитосопротивлени производ т при изменении индукции магнитного пол В в пределах

« / В

2Т( Ке

.расчетным путем наход т значение под-25 вижности носителей зар да по формуле

j

.J

д(1п А) й(1/В) .

Hgk 1 tie -

где (Ц - подвижность носителей зар да ;

, - подвижность носителей зар да , определенна известным способом при индукции магнитного пол В ;

В - индукци магнитного пол ;

А - амплитуда осцилл ции производной магнитосопротивлени ;

л(1п А) - изменение логарифма величины А;.

л(L/B) - соответствующее изменение величины обратного маг- .нитного пол ;

k - посто нна Больцмана;

Ъ - посто нна Планка}

е - величина зар да носите- лей;

m - циклотронна масса электрона;

Т - температура образца.

/г./

,, «

//«/C7

at

Составитель Л. Смирнов Редактор Т. Янова Техред И.ПоповичКорректоре. Черни

«.i ,И,.ацдцищ....и-тт-т-ТТЯ Т-тп т--I- -1Tftf-

Заказ 3436 Тираж 364Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. .4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4