分享到:

电化学C-V法测量半导体材料载流子浓度分布

引言 半导体材料,包括多层和异质结构材料的载流子浓度分布是直接反映材料掺杂分布的一个重要参数山.目前通用的金一半接触c一V法,由于受到材料击穿电压和P一N结存在的限制,不能正确得出这类结构的载流子浓度分布.A叻ridge图和Yamashita即发展了电解液/半导体接触的测量技术,虽已克服了上进困难,但这种方法的重现性和准确性都容易受到接触面积闲,表面质量囚,测量频率和电解液种类等因素的影响. 本文考虑了上述因素,选择了适当的测量频率,研究了电解液/GaAs接触的C一V特性,讨论了影响电化学c一v法正确性的因素,并应用直接补偿方法,有效地抑制了电解液/半导体接触中的寄生面积对载流子浓度分布测量的影响和得到了较为合理的测量方法.该法已成功地用于测量单层,多层和p-N结为外延材料以及半绝缘衬底离子注入样品的载流子浓度分布.二、测量装置 测量装置如图1所示,被测样品由铜涂锡探针压置在塑料接触面积限止器上,样品与KOH水溶液保持恒面积接触...  (本文共7页) 阅读全文>>

中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)
中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)

III-V族半导体材料的电化学C-V表征及GaN基光导器件的持续光电导研究

III-V族直接带隙半导体化合物在光电探测器领域具有非常广泛的应用。由于GaN基宽禁带半导体材料具有化学性质稳定、直接带隙及带隙可调范围大等特点,使其在高功率、高频电子器件以及发光器件、紫外探测器方面具有广阔的应用范围。同时,由于GaN基紫外光电探测器在小于365nm紫外波段具有锐利可调的截止响应特性,响应波长范围可以从365nm(禁带宽度3.4eV的GaN)变到200nm (禁带宽度6.2eV的AlN),具有在不受长波长辐射的影响下探测日盲区(240-280nm)的特性,因而成为紫外探测器的重要发展方向。但是GaN基薄膜材料由于存在着高浓度的深能级缺陷,导致由其制成的光导器件中存在着持续光电导现象,阻碍了GaN基光导器件的实际应用。另外,在用于短波红外探测器的材料中,由于InGaAs材料具有良好的材料特性和成熟的外延工艺,使得InP基InGaAs材料在红外探测器中得到广泛的应用。半导体材料的载流子浓度是决定半导体器件性能的关键...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

《半导体光电》1988年04期
半导体光电

半导体材料中载流子浓度的自动电化学测量

引一言 一般半导体器件都是通过在半导体材料中,人为地加入一定种类和一定量的杂质,或在其表面淀积或生长一定组分的新层的办法加以制造的。其材料的电特性,取决于掺入的杂质和衬底材料的特性,以及载流子浓度和在各个区域的分布状况等。即从电特性的角度讲,半导体材料中载流子浓度的分布是十分重要的。 测量载流子浓度的方法主要有扩展电阻法、C一V法和零尔法等。相比之下,C一V法比较简单,它不但可以测星同型低阻衬底上的外延材料中的浓度分布,也可以测量高阻衬底或异质结外延材料的浓度分布。现已开发了多种C一V法的测量技术,其中电化学C一V法就是应用最广泛的一种。这种方法和现代的计算机技术相结合,可以组成自动的半导体载流子浓度测试系统。PN4200和PN4210就是这样的装置。 由Helmholtz电双层的理论,我们可以推算出耗尽层宽Wd和电容C:Wd=〔业碧丛犷C=A〔碳赞讨)1(l)(2) 式中N是载流子浓度(cm”),V是外加电压,e为电子电荷(z...  (本文共5页) 阅读全文>>

《国外科学仪器》1989年04期
国外科学仪器

PN4200载流子浓度剖面仪的特性和应用

一、引言 一般地讲,半导体器件,包括半导体集成电路都是有选择性地将一定种类和一定浓度的杂质,一掺入半导体内:或在半导体表面上淀积(生一民)新层的办法制作的。这些结构材料中,电活性杂质浓度,即载流子浓度,将决定所成器件的电学特性或光电子学特性。这就是说,在昂贵和费时的半导体器件或半导体光电器件制作过程中,如杂质扩散、离子注入、各种外延生长之后,对其所用材料质量的俭测与控制,是十分重要的。在可测量的参数中,载流子浓度及其分布是最常用的和最有用的参数之一。 测量载流子浓度剖面分布的主要技术,是电容一电压法(即C一V法)和扩展电阻法。但后者样品制备和数据处理较繁杂;而一般的C一V法受肖特基二极管反向击穿电压的限制,可测量的最高浓度和深度受到制约。美国伯乐(BIO一RAD)公司开发的P-N42。。自动电化学载流子浓度剖面描绘仪,则克服了上述缺点,它通过计算机控制的电化学溶解作用,可以在更宽的浓度范围内,剖视到任何深度。在此情况下,跨越亥尔...  (本文共6页) 阅读全文>>

《半导体学报》1989年12期
半导体学报

重掺Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体载流子浓度的光测法研究

一前吉 、I闷心卜J 应用反射谱高频反射边反射率极小值处所对应的频率(或波数)的:代替等离子体频率。,进行重掺111一v族化合物半导体载流子浓变的测量。一3],虽然方法简便,但正如我们曾经所指出的t’1,它只适用于高含量范围(10‘acm一’以上)的测量,否则将引起很大的误差.应用K一K关系对反射谱进行数据处理求出。,的方法阅,虽然能较准确地测t含t范围在3 xlo户一10‘,cm一,内的载流子浓度,但由于计算复杂,不适用于无计算机控制的一般色散型红外光谱仪,而且也很费时间.本文所提方法,能解决上述矛盾,它既可似做到方法简便又可较准确地测量3 x 1016一10”cm一,含量范围的重掺川一v族化合物半导体的载流子浓度.二、基本原理 当光束垂直人射至抛光样品的界面时,根据菲涅耳公式及Drude模型,界面的反射率R可表示为波数。的函数[’].即: R~f(。)(1) 上式巾包含有二个与载流子浓度有关的参数。,与1,它们分别是等离子体...  (本文共5页) 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

ZnO半导体载流子浓度的拉曼光谱研究

ZnO由于其室温禁带宽度大、激子束缚能高等优点,未来有望在半导体短波长发光领域实现应用。近年来,有关ZnO材料制备、掺杂、LED器件、LD器件、纳米结构方面的研究也有长足进展。但是,材料最终能否应用于实际,不仅仅需要对材料生长、器件制备工艺有深入理解,还需要相关半导体表征技术的发展。对于半导体材料来说,电学性能是极为关键的性能。随着材料器件结构、微观结构的复杂化,传统的电学性能测试(如霍尔效应测试)方法逐渐受到挑战。为此,研究适用性好、检测快速、无损伤的电学性能表征方法具有重要意义。拉曼光谱是解决这一问题的方法之一。基于极性半导体内部等离子体激元-LO声子耦合效应,拉曼光谱能够快速、无损地给出半导体材料的载流子浓度信息。本文基于拉曼光谱技术,研究了其在ZnO薄膜及ZnO基LED器件载流子浓度提取中的应用。主要的研究工作和成果如下:1.拉曼光谱在ZnO薄膜样品载流子浓度表征中的应用。通过对可见光、紫外光激发下ZnO样品的拉曼光谱分...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

《半导体学报》1986年02期
半导体学报

硼、砷双注入载流子浓度分布的测量及计算机模拟

一箭吉 、.闷劝卜j 随着Lsl,vLsl的发展,离子注人技术也越来越受到人们的重视.在双极型器件中,人们需要了解硼、砷双注人并热退火后的载流子分布的规律,供电路设计者参考.二、硼砷双注入载流子浓度分布的实验、结果和分析 1.实验方法 实验材料为叹111,电阻率为8一13口·cm的衬底上生长5~6拼m厚、电阻率为0.35~0.40口·cm的n型外延层.以硼、砷分别作为基区.发射区掺杂剂.为避免沟道注人时样品偏7o角.部分样品注硼后,在注砷时用铝箔挡去一部分.样品制备完毕后,用微分电导法测量了载流子浓度分布.用DT一830数字万用表测电流,精度为(读数+两位浮点数)x 1.0外,用DME一1400测电压,精度为0.04务X读数十0.02并X量程,量程为200mv,用TP一77型椭偏仪测510:膜厚,精度为土20入,数据处理用计算机进行.2.实验结果和分析①硼单注入和硼、砷双注入的比较任图1中可以看出基区载流子浓度在E一B结附近有下...  (本文共4页) 阅读全文>>