Claims (2)
Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу измерени скорости поверхностной генерации-рекомбинации, основаиному наизмерении лнтецсивности отрицательной люминесценции полупроводниковой пласти20 ны, помещенной во взаимно перпендикул рные электрическое и магнитное пол , при изменении напр женности одного из полей при посто нной напр женности другого пол , нзмереиие интенсивностн отрицательный люминесценции провод т при изменении напр женностй магнитного пол при посто нной напр женности электрического пол и расчитывают скорость поверхностной генерациирекомбинации по формуле а()2 р кгде е - зар д электрона; к - посто нна Больцмана; с - скорость света в вакууме; т - абсолютна температура; d - полутолщина полупроводниковой пластины; L - диффузионна длина носителей заD - коэффициент бипол рной диффузии, напр женность электрического пол ; напр же1шость магнитного пол ; jLJ PT/Lt-p - подвижности электронов и дырок; Р - интенсивность отрицательной люминесценции; PQ - максимальна интенсивность отрицательной люминесценции. На фиг. 1 приведена схема установки дл осуществлени предлагаемого способа; на фиг. 2 - распределение электронно-дырочных пар по толщине пластины; на фиг. 3 - п левые зависимости отрицательной люминесцен НИИ, где крива 1 относитс к первой грани пластины, крива 2 - к второй грани. Установка включает полупроводниковую пластину 1, источник 2 электрического пол , электромагнит 3, источник 4 питани электро магнита, приемник 5 электромагнитного излучени , осциллограф 6. Способ осуществл ют следующим образом. В отсутствие внешних полей из полупрово ника выходит равновесный поток излучени величина которого пропорциональна равновесной концентрации носителей тока п . При наложении скрещенных .Е и Н2 полей в таком направлении, чтобы дрейф электронн дырочных пар происходил от исследуемой по верхности вглубь полупроводника, концентраци носителей вблизи этой грани становитс меньше равновесного значени (фиг. 2), Соответствующим образом з леньшаетс интенсивность рекомбинационного излучени , т.е. наблюдаетс отрицательна люминесценци . При сильном истощении приповерхностной ча ти полупроводника глубина модул ции рекомб1шационного излучени практически становэтс равной значению Рд , а на полевой зависимости PCMJj наблюдаетс насыщение . Таким образом, максимальна амплитуда отрицательной люминесценции равна мощноси равновесного рекомбинационного излучеи свободных электронно-дырочных пар. Расмотренна ситуаци характерна дл полуроводников с собственной проводимостью. При небольших отклонени х интенсивности екомбинационного излучени Р от Рр аблюдаетс пр молинейна зависимость Р (Hj) аклон которой определ етс значением скоости поверхностной генерации-рекомбинации а исследуемой грани кристалла и не зависит от S на другой грани. Поскольку в формулу (1) входит отношение мощностей измерение налов люминесценции достаточно производить в относительных единицах, а за единицу измерени принимать максимальный сигнал отрицательной люминесценции в режиме насыщени . Таким образом, использу вление отрицательной люминесценции, можно определ ть скорость поверхностной рекомбинации в низкоомных полупроводниковых кристаллах в области высоких температур, при которых другие методы, например, основанные на измерении фотопроводимости или фотолюминесценции , оказьшаютс неэффективными. Пример. Образцы выполнены из нелегированного n-ZnSb с концентрацией нескомпенсированных доноров N(3 - Nd Толщина пластины составл ет 10 см. Образцы трав тс в полирующем травителе СР-4А. Измерени провод т при комнатной температуре Т 300 К. Омические контакты нанос т сплавом инди с теллурюм. С помощью держател образцы устанавливают между полосами электромагнита , после чего к контактам подают электрическое поле. По данным измерени сигналов отрицательной люминесценции с обоих граней пластины построены полевые зависимости , представленные на фиг. 3. Измерени провод т при посто нном электрическом поле напр женностью 20 В/см. Глубина модулйции рекомбинационного излучени на участке насыщени полевых зависимостей Р (Н g) соответствует значению Плотность потоков равновесного излучени одинакова с обоих граней, поэтому в нашем случае сигналы насыщени , измеренные разными приемниками с неодинаковой чувствительностью , можно приравн ть друг к другу и прин ть за единицу отсчета. Далее, выбрав любые точки на пр молинейном участке полевых зависимостей (к примеру точки А и В), наход т соответствующие им значени полей Н при известном посто нном ЕХ В нашем случае точке А соответствует Н 2. -1,5 кгс/см, а точке В 1,75 кгс при Е 20 В/см. Подставив в формулу (1) все значени , наход т значени скоростей поверх ностной рекомбинации на противоположных гран х пластины. При известных из литерату ры /.„ 7,710, и. и скорости поверхностной рекомбинации соответственно равны S 3,4 «10 см/с и 84 2,2-10 см/с. Предлагаемый способ, измерени скорости поверхностной рекомбинации обеспечивает расширение диапазона измер емых скоростей поверхностной рекомбинации и повышение точности определени скорости поверхностной рекомбинации. Формула изобретени Способ измерени скорости поверхностной генеращ1и-рекомбинации, основанный на измерении интенсивности отрицательной люминесценции полупроводниковой пластины, помешенной во взаимно перпендикул рные электрическое и магнитное пол , при изменении напр женности одного из полей при посто нной напр жещюстн другого пол , о т л ичающийс тем, что, с целью повышени точности и расширени диапазона измер емых скоростей поверхностной генераI ции-рекомбинации, измерение интенсивности трицательной люминесценции производ т при зменении напр женности магнитного пол при осто нной напр женности электрического по и рассчитывают скорость поверхностной енерации-рекомбинации по формуле P() ктсFO d - полутолщина полупроводниковой пластины; L - диффузионна длина носителей зар да; , - зар д электрона; -посто нна Бопьшмпна; - скорость света в вакууме; -коэ|ффициент бипол рной диффузии; fjL tff-p- подвижности электронов н дырок; - напр женность электрического пол ; - напр женность магнитного пол ; Р - интенсивность отрицателыюй люминесценции; PQ - максимальна интенсивность отрицательной люмннесценш и; Т - абсолютна температура. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по за вке 2639851/18-25, кл. Н 01 L 21/66, 1979. This goal is achieved by the fact that, according to the method of measuring the rate of surface generation-recombination, the basis for measuring the negative luminescence intensity of a semiconductor plastics placed in a mutually perpendicular electric and magnetic field, when the strength of one of the fields is changed at a constant intensity of another field, Intensity negative luminescence is carried out with a change in the magnetic field strength at a constant electric field strength and Pipeline generatsiirekombinatsii surface speed by the formula () 2 p kgde e - the charge of an electron; k is the Boltzmann constant; c is the speed of light in vacuum; t is absolute temperature; d is the half-thickness of the semiconductor wafer; L is the diffusion length of carriers for D is the bipolar diffusion coefficient, the electric field intensity; magnetic field strength; jLJ PT / Lt-p - electron and hole mobilities; P is the intensity of negative luminescence; PQ - maximum intensity of negative luminescence. FIG. 1 is a diagram of an installation for carrying out the proposed method; in fig. 2 - distribution of electron-hole pairs across the plate thickness; in fig. 3 - the left dependences of the negative luminescence of the scientific research institute, where curve 1 refers to the first face of the plate, curve 2 to the second face. The installation includes a semiconductor plate 1, an electric field source 2, an electromagnet 3, an electromagnet power source 4, an electromagnetic radiation receiver 5, an oscilloscope 6. The method is carried out as follows. In the absence of external fields, the equilibrium radiation flux of the semiconductor leaves the value of which is proportional to the equilibrium carrier concentration n. When applying crossed .E and H2 fields in such a direction that the drift of electron – hole pairs occurs from the surface under study to the depth of the semiconductor, the carrier concentration near this face becomes less than the equilibrium value (Fig. 2). The intensity of the recombination radiation, m. e. negative luminescence is observed. With a strong depletion of the surface part of the semiconductor, the modulation depth of recombination radiation practically becomes equal to the value of Рd, and the field dependence PCMJj is observed to saturate. Thus, the maximum amplitude of negative luminescence is equal to the power of the equilibrium recombination radiation of free electron-hole pairs. The situation examined is characteristic of semiconductors with intrinsic conductivity. With small deviations of the intensity of the combinational radiation P from Pp, the straight line P (Hj) dependence is obtained; the percolon of which is determined by the value of the surface generation-recombination rate a of the crystal face under investigation and does not depend on S on the other face. Since formula (1) includes the power ratio, it is sufficient to measure the luminescence amount in relative units, and for the unit of measurement, to take the maximum negative luminescence signal in the saturation mode. Thus, the use of negative luminescence can determine the surface recombination rate in low-resistance semiconductor crystals at high temperatures, at which other methods, for example, based on measuring photoconductivity or photoluminescence, turn out to be ineffective. Example. The samples are made of undoped n-ZnSb with a concentration of uncompensated N donors (3 - Nd. The plate thickness is 10 cm. The samples are etched in the CP-4A polishing etchant. The measurements are carried out at room temperature T 300 K. The ohmic contacts are deposited with indium alloy tellurium. Using a holder, samples are placed between the strips of an electromagnet, after which an electric field is applied to the contacts. According to the measurement data of the negative luminescence signals, the field dependences are plotted from both sides of the plate, shown in FIG. 3. Measurements are carried out at a constant electric field of 20 V / cm. The modulation depth of the recombination radiation at the saturation section of the field dependences P (H g) corresponds to the Equilibrium radiation flux density value from both sides, therefore in our case the saturation signals measured different receivers with different sensitivities can be equated to each other and taken as a unit of reference. Next, choosing any points on the straight line of field dependencies (for example points A and B), find tvetstvuyuschie their meanings in this case field H at a known constant EX point A corresponds to H 2 -1.5 kgf / cm, and the point B at 1.75 kgf E 20 V / cm. Substituting all the values in the formula (1), we find the surface recombination velocity values on the opposite faces of the plate. When known from the literature /. „7,710, and. and surface recombination rates, respectively, are equal to S 3.4 "10 cm / s and 84 2.2-10 cm / s. The proposed method for measuring the surface recombination rate provides an extension of the range of measured surface recombination rates and an increase in the accuracy of determining the surface recombination rate. Claim Method A method for measuring the speed of surface generation-recombination, based on measuring the intensity of the negative luminescence of a semiconductor wafer placed in a mutually perpendicular electric and magnetic field, while changing the intensity of one of the fields at a constant voltage of the other field, about one hundred percent. that, in order to increase the accuracy and expand the range of measured rates of surface generation of the recombination, measuring the intensity of tricative luminescence will d t with a change in the magnetic field strength with a sharp electric voltage across and the surface generation-recombination rate is calculated using the formula P () кtsСFO d - half-thickness of the semiconductor wafer; L is the diffusion length of charge carriers; , is the electron charge; - permanently held; - the speed of light in vacuum; -coe | bipolar diffusion factor; fjL tff-p-mobility of electrons n holes; - electric field strength; - magnetic field strength; P is the intensity of negative luminescence; PQ is the maximum intensity of the negative lumnescence and; T - absolute temperature. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate on application 2639851 / 18-25, cl. H 01 L 21/66, 1979.
2.Авторское свидетельство СССР по за ве N 2993646/18-25, кл. Н 01 L , 980 (прототип).2. Author's certificate of the USSR in accordance with Vee N 2993646 / 18-25, cl. H 01 L, 980 (prototype).