Устройство для измерения скорости поверхностной рекомбинации в полупроводниках

G r1 И C A H N Е (») иевев

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскмн

Соцналмстм нескин

Уеслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Зависимое от авт. свидетельства(22) Заявлено 01. Х2. 70 (21)И94430фб-25 (51) М. Кл, 4 ОХв 27/58

g ОХо ЗХ/22

Государственный вомнтет аванта Инннстров СССр во делам нзабрвтеннй н открытой с присоединением заявки(32) Приоритет

Опубликовано05.09. 74 Бюллетень ИЙЗ

Дата опубликования описания 45Л2. 74 (53) УДК 621. 3I7(088.8

20Л. О8

088.8> (72) Авторы изобретения Б. В.Малин, А.С.Беланомкий и А.И.Коломейчук (71) Заявитель (54> УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОВЕРХЦОСТНОЙ

РЕКОМБИНАЦИИ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Изобретение относится к устройствам для измерения физических свойств полупроводников.

Известно устройство для измерения скорости поверхностной рекомбинации, содержащее формирователь импульсов тока,осветйтель с конденсором, светофильтром и диафрагмой, вакуумную конденсаторную ячейку, в которую помещек испытуемый полупроводник, обкладка которой прозрачна для света, усилитель и индикаторный прибор.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения, обусловленная механической модуляцией светового луча и использовакием в качестве индикатора фазового детектора.

С целью повышения скорости измерений и расширения диапазона измерений полупроводиикоз по их удельному сопротивлению, в корпусе конденсаторной ячейки в месте падения светового луча из оптической

2 системы выполиено отверстие для связи ее с атмосферой, а объектив оптической системы расположен в непосредственной близости от кок5 денсаторной ячейки.

На фиг.I показана схема предложенного устройства; ка фиг.Р и, 1 — форма сигналов ка экране осциллографа.

1о Устройство содержит генератор прямоугольных импульсов тока T,îïтическую систему Я,состоящую из и япульсной лампы Э (например,лампы=вспышки ИСТ IO}, конденсора Ф,, д водяного 5 и специального б светофильтров,щелевой диа ",рагмы 7 и

Фокусирующего объектйва 8(например, фотообъектива "Юпитер-9"). .Передняя линза объектива расположена в

20 непосредственной близости от отверстия 9 экранированной конденсатор кой ячейки IO для избежания наводок от постороннего освещения .

Между обкладками кондексатора, 25 верхняя tT из которых полупрозрач442398

3 на для света, а нижняя Х2 заземлена, размещен. исследуемый полупроводник 43. На поверхность полупроводника фокусируется изображение щелевой диафрагмы 7. Сигнал, снимаемый с поверхностй полупроводника, поступает в усилитель 4, связайный со входом осциллографа I5, 7оугой вход осциллографа через

Ю = цепочку Хб соединен с элект- 10 ронным формирователем прямоугольны> импульсоз тока I. устройство работает следующим образом.

Генератор прямоугольных импу,льсов тока Х обеспечивает несимметричную модуляцию света в оптическо1 системе 2, причем длительность сигнала зажиганйя много меньше темнового промежутка, например световой им- 0 пульс 0 007 Мсек при частоте модуляции O(0-600гц.

Иодулированный свет из импульсной лампы-вспышки 3 преобразуется конденсором. Ф в паралле,чьиый пу- чок. Водяной фильтр 5 и специально подобранный светофильтр 6 обрезают длинпозолповую область спектра,для которой данный полупроводник прозрачен.

Йзображение щелевого отверстия диафрагмы 7 проектируется объективом В через отверстие 9 экранированной конденсаторной ячейки Iо на расположенный между кондеысаторны- зь ми обкладками II и I2 испытуемый полуп сводник ХЗ. ри падении модулированного светового пучка па подготовленную поверхнооть полупроводника I3 на 40 обкладках ХХ и Х2 конденсаторной ячейки IO возникает переменная раз-. ность потенциалов, конденсаторная фото:.а.д.с.,за счет возбуждения светом з йрйповерхностном слое полу- 4 проводника электронно-дырочных пар.

После прохождения светового импуль-, са происходит рекомбинация по экс- I поненциальиому закону. Переменный электрический сигнал, возникающий so в конденсаторных обкладках ХХ и I2: в результате освещения полупровод- ника 13 и поступающий после усили- теля ХФ на вход пластин вертикального отклонения осциллографа I5, и не имеет одинаковой фазы с возбуждающим светом. Он запаздывает иа фазовый угол, который определяется временем жизйи неосновййх - носителей тока и частотой модуляции, т-., е. скоростью позерхиосткой рекомбйыации.

Чтобы определить фазовый сдвиг, иа вход пластик горизонтального отклонения осциллографа I5 с помощью электронного формирователя импульсов тока I подается электрический— экспоненциальиый опориый сигиал, постоянная времени которого определяется K-цепочкой Хб .- При этом опорный сигнал не совпадает по фазе а возбуждающим светом.

Так как сигналы,поданные ка пластины вертикального и горизоктального отклонения осциллографа

Х5,смещены по фазе то ка экране появляется эллипс фиг.2).

С помощью БС-цепочки Iá производится плавное изменение фазы опорного сигнала до тех пор,пока она не совпадет с фазой, которую имеет конденсаторная фото-э.д.с., возникшая на поверхности по проводника ХЗ. В момент совпадения фаз фиг.3) эллипс на экране осциллографа превращается з прямую линию, наклоненную к горизонтальной оси.

В зависимости от типа проводимости полупроводника (В - или

-) наклон эллипса или прямой (фиг. и 3) будет меняться.

Потенциометр комйенсирующей

RC-цепочки Iá отградуирозан непосредственно в единицах скорости поверхностной рекомбинации

Точность показаний и стабильность работы не хуже Я.

Предмет изобретения

Устройство для измерения скорости поверхностной рекомбинации з полупроводниках,оодержащее источник мокохроматического света с оптической сисФемо14, формирователь импульсов тока, койдеисаторную ячейку с усилителем,фазосдвигающую цепочку к регистрирующий прибор, о т л и— чающееся тем,что, с целью повышения скорости йзмерений и расширения диапазона измерений полупроводников по их удельному сопротивлению, в корпусе конденсаторной ячейки в месте падения светового луча из оптической системы выполнено отверстие для связи ее о атмосферой, а объектив оптической системы расположеи в иепосредстзеииой близости от коидексаториой ячейки.

442398

Фиг.1 фиг.2

ФАЗ

Составитель Я(щ рщ

РедакторОрл(ц (цщд ТехредКцр щр@щ® Корректор И»КЙ)363ЩИК036

Заказ Я/5 Иад. И F64 Тираж 6Я Подг исное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская иаб., 4

Предприятие «патент», Москва, Г-ой, Бережковская наб., 24