Зонд для исследования полупроводников

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНХЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ и 661317 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.10.77 (21) 2538840/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 0l N 27/02

Гасударственный квинтет

СССР по делам нзобретеннй н открытий

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 15.05.79 (53) УДК 543.257 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Ф. Бородзюля и В. В. Голубев

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) ЗОНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ!

Изобретение относится к технике исследования полупроводниковых материалов и может быть использовано для измерения удельного сопротивления, распределения легирующей примеси по глубине полупроводникового материала, а также для изучения свойств поверхности полупроводников.

Известны устройства для измерения удельного сопротивления полупроводников четырехзондовым методом (1) . Эти устройства не позволяют непосредственно определять профиль легирования полупроводниковых ма- 10 териалов.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство в корпусе которого имеются сообщающиеся полость и канал, заполненные жидким металлом, контактный вывод, одним концом касающийся жидкого металла, а другим подключенный к измерительному устройству (2).

При работе измерительный электрод касается поверхности образца, образуя с последним барьер Шоттки. Однако не всегда удает- 20 ся подобрать жидкий металл для создания хорошего барьера с малыми токами утечки для различных полупроводниковых материалов. Кроме того, при измерениях на барье2 ре Шоттки на малых глубинах от поверхности полупроводника существенно влияние свободных носителей на измеряемую емкость.

Это значительно снижает точность измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей зонда.

Поставленная цель достигается тем, что выход канала закрыт тонкой пленкой диэлектрика толщиной 100 — 1000 нм.

При контакте рабочей поверхности зонда с поверхностью полупроводника получается структура металл-диэлектрик-полупроводник (МДП). Вольт-фарадные методы исследования таких структур хорошо разработаны и позволяют определять параметры как объема, так и поверхности полупроводника.

На чертеже показан предложенный зонд.

В корпусе 1 зонда выполнены канал 2 и полость 3, сообщающиеся. между собой и заполненные жидким металлом-ртутью.

Корпус изготовляют из материала, не смачиваемого ртутью, например оргстекла.

Со стороны выхода канала на корпус наносится тонкая пленка 4 диэлектрика, например нитроцеллюлозы или двуокиси кремния.

661317

Формула изобретения

Составитель М. Кривенко

Редактор Т. Орловская Техред О. Луговая Корректор Е. Папи

Заказ 2430/39 Тираж 1089 Подписное

ЦН ИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Прое<тная, 4

На противоположной стороне корпуса крепится контактный вывод 5. Для получения максимальной чувствительности зонда желательно применять возможно более тонкие пленки (порядка 100 нм), но такие пленки ненадежны в работе. Пленки толщиной более 1000 нм прочны, надежны в работе, но чувствительность зонда с такой пленкой низка. Пленки нитроцеллюлозы толщиной порядка 200 нм обладают достаточной прочностью и обеспечива14т необходимую модуляцию емкости области пространственного заряда полупроводника.

При исследовании полупроводников зонд кладут на образец и регистрируют сигнал на измерительном устройстве, подключенном к контактному выводу 5. При контактировании зонда с поверхностью образца получается структура МДП. Электрофизические свойства таких структур хорошо изучены и позволяют исследовать состояние поверхности полупроводника, концентрацию носителей и профиль распределения легирую- 20 щей примеси на малых и больших глубинах от поверхности полупроводника. Важным преимуществом зонда является возможность исследования им широкого класса полупроводниковых материалов различного типа про водимости Ge, Si, GaAs, GaP, JnSb, JnAs, 2S при этом устранено влияние свободных носителей на емкость области пространственного заряда полупроводника при малых изгибах зон по сравнению со случаем подобных измерений на барьере Шоттки.

Кроме того, предложенный зонд не загрязняет поверхность образца ртутью и безопасен при работе с ним, так как исключен контакт ртути с внешней средой. аким образо vI, зонд позволяет экспрессно исследовать как обьем, так и поверхность по упроводников.

Зонд для исследования полупроводников, содержащий корпус, имею1ций канал, соединенный с полостью. заполненной жидким металлом, контактный вывод, соединенный с жидким металлом и измерительным прибором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, выход канала закрыт диэлектрической пленкой толщиной

100 — 1000 нм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ,1х 481546, кл. G 01 R 31/02, 1972.

2. Патент США ¹ 3794912, кл. G Ol R 27/02, 1970.