Способ определения нелокальной связи между подвижностью носителей заряда и напряженностью электрического поля в полупроводниках

Союз Советских

Социалистических Республик (») 516976

К АВТОРСКОМУ СВИДЕИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26,07.74(21) 204B971/2:(511 М 1 л ."- 01 К 61 00

2 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совете Министров СССР по делам изооретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.06.76Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 1с -.0 -, (53) УДК 621.382 (036. B) (72) Автор изобретения

С. П. Лшмонтас (71) Заявитель Ордена Трудоввгэ Красного Знамени институт физики полупроводников ЛН Литовской ССР (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕЛОКЛЛЬНОЙ СВЯЗИ МЕЖДУ ПОДВИЖНОСТЬЮ

НОСИТЕЛЕЙ ЗЛРЯДЛ И НАПРЯЖЕННОСТЬ}0:-ЛЕКТРИЧЕС КОГО

ПОЛЯ B ПОЛУПРОВОДНИКА ; стью электрического поля.

Изобретение относится к способам измерения физических параметров полупроводников и может быть использовано при изгоToBIIeHHH полупроводниковых приборов, работаюших на эффекте Ганна, лавинно-пролетных диодов и др, Известчо, что в приборах, работаюших

В условиях разогрева носителей заряда электрическим полем,. например в генератора> основанных на эффекте Ганна, детекторах

СВЧ-мошнэсти на основе термо- э,д,с. горячих носителей заряда, подвижность носителей заряда зависит эт напряженности электрического поля. В неоднородных электрических полях сВязь между подвижностью 15 носителей заряда и напряженностью электрического поля — нелокальная, т. е. Подвижность /Ч зависит не только от напряженнэсти электрического поля Е, но и от производных функции Е(х) эт Х вЂ” расстояния вдоль образца полупроводника.

Измерение нелокальнэй связи между под; вижностью носителей заряда и напряженностью электрического поля является очень важным при создании и изготовлении при- 25 боров, Однакo до настоя,его времени не было способов определен::.я этой связи.

C) шн ость изоботения cocToIIT B ГОму что в по;тупрэводнике образуют нсоцнородное электрическое поле с различными градиентами, один пз которых является IIHàâíûì, друт ой — резким, с шириной, меньшей длины эстывания носителей заряда, пропускают тэк через т.олупроводнпк в противоположных

HBIIpaBHåHHHx и пэ велпчтп:е разности токов определяют нелокальт.-,-ю связь .ежду подвижностью носителей заряда и напр яженноПри наличии неоднородного электрическо о поля полн . и ток 1 B Обоазце полугроводнпка состоит из эмпческэго 7,„и цифЬузи они ог о (i)мартoKQB: = - ам 9 "9

1)

Однако при малых концентрациях чосителей

1 заряда Ъ" о (10"- см-"- B .днородном эоразце пнф;, :узиэннью током можт1о пренеОречь. ТогдQ пэлпый ТоН,. -екуцгий через

Образец. будет равен. 1,— g(P) Р(„;, "- (f à — -) Я(Х) 2

516976 г „=, (х) — плошадь поперечного сечения .:.-. резца,, (х) — плотность заряда электро;.Ов, ()зменеяне напряженности электриче ". „=,Д">Г7ВР— „" (Я 3-й1, ,р,-..- Относительная диэлектрическая про;.!ill o3,:o;. " полупроводника; Ey — диэлект-. -:3 -: окая проницаемость вакуума, lз- .р.-:.:. разность токов, текуших через с. : г33,-,- —.,;I,ilool-.ill образец при двух про- ц т —,,:3,.;3 ж1.. 3. ll . IßÐÍÎÑòßÕ ПРИЛОЖЕННОГО ;l3О3".. .е3; О;:-,а-.ряжения, из уравнения 3. 2) с у .«тс л .:Оав:";ения (3) определяют нело.:-llLläю связь между подвижностью носитB.Iå. 3 заряда и напряженностью электрине- j5 с. О! По 1я.

Неравномерное распределение электрическогo поля можно получить, например: з Обре;.З..е ".. несимметричным сужением в середине — см. фиг. 1. На фиг, 2 показа- QQ но рас:аределение напряженности электрическосо поля вдог b Образца.

Критерием, арактеризуюшим исследуе:-.у3О струк=, ру полупроводникового мате;Знала., для образца, показанного на фиг. 1, 25

-": дет плошадь наибольшего сужения. Необх.3д.п;:,о выполнение неравенства (Я вЂ”.—;,e P-; — длина Остывания носителей заря;За,, -- с3ирина сужения. Для таких полу- 39 пр ов одник овы K материал Ов, как например германий, кремний антимонид индия, длина .::.т=:вояия носителей заряда составляет не-о. :=ко мик.3он, Поэтому для реализации .:— 3ого способа . е ООходимо изгoTQBHTb 35

Образец с несимметричным сужением B ceОе яf3i, диаметр суженной части которого :.;-.i;..Uå 2lg, и измерить величину токсв, †:=-ху3.:.33.х Зерез Образец при противополож40 ных полярностях приложенного напряжения, а затем по величине разности токов определить нелокальную связь между подвижностью носителей заряда и напряженностью электрического поля, Описанный пример реализации данного способа не является единственным. Например, при низких температурах, когда равно весная концентрация носителей заряда в полупроводнике пренебрежимо мала, неоднородное распределение электрического поля вдоль образца можно получить путем освешения его через трафарет, имаюший конфигурацию окна в виде несимметрично суженного образца.

Способ определения нелокальной связи между /Ч и Е позволит повысить чувствительность и надежность точечных СВЧ-диодов и расширить их частотный диапазон, а также увеличить к,п.д. диодов Ганна и создать принципиально новые СВЧ-детек торы.

Форму ла изобретения

Способ определения нелокальной связи между подвижностью носителей заряда и напряженностью электрического поля в полупроводниках, отличаюшийся тем, что в полупроводнике образуют неоднородное электрическое поле с различными градиентами, один из которых является плавным, другой — резким, с шириной мень шей длины остывания носителей заряда, пропускают ток через полупроводник в противоположных направлениях и по величине, разности токов определяют нелокальную связь между подвижностью носителей заряда и напряженностью электрического поля.

516976

Корректор М.Дейзерман

Редактор Т.Орловская

3акаэ g$

1 О а а

Составитель Я. Утехина

Техред E. Петрова

Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

1 1 3О3 5, Москва, Ж 35, Раушскаи наб, д.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгороц, ул. Проектная, 4