Электрофизические методы исследования МДП-структур. Часть 2. Бормонтов Е.Н. - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

13
).n/Nln(kTE
iAF
−
=
малых характерных времён перезарядки τ . В результате в
области обогащение - плоские зоны падает достоверность результатов ,
получаемых методом Термана. Фактически дифференциальный метод
можно использовать для определения энергетического распределения
граничных состояний вблизи середины запрещенной зоны с точностью
порядка 10
10
см
-2
эВ
- 1
.
2.6.2. Интегральный метод Берглунда
В интегральном методе Берглунда измеряется зависимость
низкочастотной ёмкости МДП-структуры от напряжения смещения V
g
.
Необходимым условием здесь является то , что в процессе измерений
успевает устанавливаться равновесное заполнение поверхностных
состояний . В этом случае для нахождения зависимости D
SS
(ψ
S
) следует
пользоваться соотношением (32), а зависимость ψ
S
( V
g
) рассчитывать с
помощью соотношения Берглунда [1]:
∫
ψ+−=ψ
g
g
V
V
gSg
i
g нч
gS
)V(dV)
C
)V(C
()V(
0
0
1
.
Калибровка с его помощью даёт более достоверные результаты , чем
калибровка по высокочастотным ВФХ. Поэтому с помощью
интегрального метода Берглунда и его разновидности - квазистатического
метода - можно с большей точностью и в большем интервале значений ψ
S
(по сравнению с дифференциальным методом ) построить кривую
захваченного заряда и найти энергетическую зависимость плотности ПС.
2.6.3. Метод температурной зависимости напряжения плоских зон
Грея - Брауна
В широком интервале температур (от комнатной до температуры
жидкого азота) в монополярных полупроводниках концентрация
основных носителей практически постоянна и равна концентрации
полностью ионизированной легирующей примеси. В этом случае
положение уровня Ферми в объеме полупроводника n - типа описывается
выражением
(38а)
а для полупроводника р - типа – выражением
(38б)
Таким образом , при понижении температуры , уровень Ферми
практически линейно движется к краю зоны основных носителей заряда.
Изменение положения уровня Ферми с температурой для полупроводника
р - типа схематически показано на рис.2 а . При понижении температуры
уровень Ферми приближается к валентной зоне, и некоторые ПС отдают
электроны и приобретают положительный заряд. При этом энергетические
),n/Nln(kTE
iDF
=
                                   13
малы х      характерны х    времён перезаря дки τ . В результате в
об ласти об огащ ение - плоские зоны падает достоверность результатов,
получаемы х методом Т ермана. Ф актически диф ф еренциальны й метод
мож но использовать для определения энергетического распределения
граничны х состоя ний вб лизи середины запрещ енной зоны с точностью
поря дка 1010 с м -2 эВ-1.

                    2.6.2. И нтегральны й метод Берглунда

      В интегральном методе Берглунда измеря ется зависимость
низкочастотной ёмкости М Д П -структуры от напря ж ения смещ ения Vg .
Н еоб ходимы м условием здесь я вля ется то, что в процессе измерений
успевает устанавливаться равновесное заполнение поверхностны х
состоя ний. В этом случае для нахож дения зависимости DSS (ψS ) следует
пользоваться соотнош ением (32), а зависимость ψS ( Vg ) рассчиты вать с
                                                   Vg
                                                            Cн ч( Vg )
помощ ью соотнош ения Берглунда [1]: ψ S ( Vg ) = ∫ ( 1 −                )dVg + ψ S ( Vg 0 ) .
                                                   Vg 0        Ci
К алиб ровка с его помощ ью даёт б олее достоверны е результаты , чем
калиб ровка по вы сокочастотны м В Ф Х. П оэтому с помощ ью
интегрального метода Берглунда и его разновидности - квазистатического
метода- мож но с б ольш ей точностью и в б ольш ем интервалезначений ψS
(по сравнению с диф ф еренциальны м методом) построить кривую
захваченного заря даи найти энергетическую зависимость плотности П С.

     2.6.3. М етод температурной зависимости напря ж ения плоских зон
                               Грея -Брауна

      В ш ироком интервале температур (от комнатной до температуры
ж идкого азота) в монополя рны х полупроводниках концентрация
основны х носителей практически постоя нна и равна концентрации
полностью ионизированной легирую щ ей примеси. В этом случае
полож ение уровня Ф ерми в об ъ емеполупроводникаn- типаописы вается
вы раж ением

                                 E F = kT ln( N D / n i ),                          (38а)
адля полупроводникар- типа– вы раж ением
                                 EF = −kT ln( N A / ni ).                           (38б )

      Т аким об разом, при пониж ении температуры , уровень Ф ерми
практически линейно движ ется к краю зоны основны х носителей заря да.
И зменение полож ения уровня Ф ерми с температурой для полупроводника
р- типа схематически показано на рис.2 а . П ри пониж ении температуры
уровень Ф ерми приб лиж ается к валентной зоне, и некоторы е П С отдаю т
электроны и приоб ретаю т полож ительны й заря д. П ри этом энергетические

Страницы