У нас: 141825 рефератів
Щойно додані Реферати Тор 100
Скористайтеся пошуком, наприклад Реферат        Грубий пошук Точний пошук
Вхід в абонемент





ВСТУП. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Київський Університет імені Тараса Шевченка

Бойко Юрій Володимирович

УДК 621.382

Сучасні підходи у визначенні параметрів
глибоких рівнів в напівпровідниках методом
релаксаційної спектроскопії

Спеціальність

01.04.10 – фізика напівпровідників та діелектриків

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

Київ – 1999

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Київському університеті імені Тараса Шевченка.

Науковий керівник: Третяк Олег Васильович

доктор фіз.-мат. наук, професор, зав.кафедрою,
Київський університет імені Тараса Шевченка.

Офіційні опоненти: Комащенко Валерій Миколайович,
доктор фіз.-мат. наук, ст. н. співробітник,
зав. відділом,
Інститут фізики напівпровідників НАН України.

Крайчинський Анатолій Миколайович,
доктор фіз.-мат. наук, ст. н. співробітник,

т.в.о. зав. відділом,
Інститут фізики НАН України.

Провідна установа: Ужгородський державний університет.

Захист відбудеться ‘24’ травня 1999 р. о 16.00 годині в ауд. №46 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.001.31 в Київському університеті імені Тараса Шевченка за адресою: 252127, Київ-127, пр. Глушкова, 6, радіофізичний факультет.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Київського універси-те-ту імені Тараса Шевченка (м. Київ, вул. Володимирська, 58)

Автореферат розісланий 23 квітня 1999р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради А.Г. Шкавро

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Вивчення характеристик матеріалу відіграє важливу роль в технології виробництва напівпровідникових приладів. Глибокі рівні у забороненій енергетичній зоні напівпровідника впливають на па-ра-метри напівпровідникових приладів. Цей вплив може бути як позитивним (наприклад, в разі введення домішки золота в кремній для зменшення часу життя носіїв заряду в швидкодіючих діодах), так і негативним (як у разі зменшення ефективності випромінення в світлодіодах та лазерах через наявність безвипромінюваль-них рекомбінаційних вловлювачів). В обох випадках існує необхідність контролю наявності глибоких рівнів та визначення їх електрофізичних параметрів.

Якщо порівнювати всі наявні методи контролю параметрів глибоких рівнів, то виявиться, що найбільші переваги надає релаксаційна спектроскопія глибоких рівнів, скорочено РСГР. Метод дозволяє розрізняти вловлювачі для основних і неосновних носіїв, реєструвати глибокі центри при концентрації, що складає одну десятитисячну від концентрації вільних носіїв (при цьому однаково добре реєструються як випромінювальні, так і безвипромінювальні центри). Метод має високу роздільну здатність, дозволяє досить просто інтерпретувати дані експери-мен-ту, дає змогу визначити такі параметри: розташування глибо-ких рівнів в забороненій зоні в широкому діапазоні енергій, профіль концентрації глибоких рівнів, переріз захоплення для електронів та дірок.

Дослідження параметрів глибоких рівнів методом РСГР базується на експоненціальній залежності ємності досліджуваної структури від часу при зміні температури під час дії збіднюючих імпульсів напруги. Тоді для знаходження величини сигналу та сталої часу релаксації використовується часовий дискримінатор із запропонованою Ленгом кореляційною функцією (такий підхід відомий як метод “вузьких стробів”). Вико-ристан-ня іншого методу “широких стробів” дозволяє добитися підвищення спів-відношення сигнал/шум, але вимагає ускладнення розрахункової частини через складнішу залежність форми РСГР-спектру від часових параметрів кореля-цій-ної функції.

Існує цілий комплекс питань актуальний для розробки багатьох сучасних напівпровідникових приладів, відповідь на які вимагає значної модифікації стандартного методу РСГР. Серед цих питань слід відзначити: а) проблему зменшення розмірів напівпровіднико-вих елементів, що зазвичай викликає і зменшення їх ємності; б) дослідження характеристик глибоких рівнів, що релаксують з близькими часовими сталими; в) визначення параметрів поверхне-вих та об’ємних рівнів у ви-пад-ку їх квазі-не-пе-рер-вного розподілу за енергією.

Саме розв’язанню цих актуальних проблем присвячено дисертаційну роботу.

Зв’язок роботи з науковими планами Київського університету імені Тараса Шевченка. Основні результати роботи отримані при вико-нанні наукових тем кафедри напівпровідникової електроніки радіофізичного фа-куль-тету Київського університету імені Тараса Шевченка «Вивчення впли-ву домішкових та дефектних станів на електрофізичні властивості напів-провідників і структур на їх основі» (№419, 1991-1993); «Релаксацій-ний спектрометр глибоких рівнів» (№625, ДКНТ 1992-1993); «Дослідження еквівалентних схем p-i-n-діодів при зміні зовнішніх діючих факторів та їх використання для моделювання керуючих пристроїв радіовимірювальної апаратури» (№126-89, госп.договір з КНДІМТМ 1989-1990).

Мета та завдання роботи. Мета дисертаційної роботи безпосередньо випливає з кола перелічених вище завдань і полягає у створенні експериментальних методик визначення пара-метрів глибоких рівнів у всіх випадках їх проявлення: моно-енерге-тич-ні рівні; моноенергетичні рівні з близькими часами релаксації (випадок складного спектру); гли-бо-кі рівні з квазі-не-перер-вним розподілом за енергією. Розвиток мікроелектроніки вимагає адаптації методики релаксаційної спектроскопії глибоких рівнів до сучасних об’єктів (дослідження напівпровідникових приладів з малими величинами ємності).

Наукова новизна роботи

1.

Розроблено та створено новітній апаратно-програмний комплекс по дослід-жен--ню параметрів глибоких рівнів у напівпровідникових структу-рах, орієнто-ваний на вимірювання сигналів релаксації приладів з мали-ми ємностями.

1.

Створено сучасний автоматизований спектрометр глибоких рівнів придатний для комплексного аналізу досліджувальної структури за одне температурне сканування.

1.

Оптимізовано вигляд кореляційної функції релаксаційного спектрометру.

1.

Вперше застосовано метод Пауела з використанням до одномірної оптимізації методу Девіса-Свена-Кемпі-Пауела (ДСКП) для визначення електрофізичних параметрів глибоких рівнів, що релаксують з близькими часовими сталими.

1.

Встановлено новий критерій для визначення перерізу захоплення глибоких рівнів, що характеризуються квазінеперервним розподілом по енергії.

1.

Адаптовано до реальних умов експерименту методику визначення параметрів глибоких рівнів, що характеризуються квазінеперервним розподілом по енергії, з використан-ням двохканального стробованого накопичувача.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що а) розроблено автоматизований спектрометр глибоких рівнів, який дозволяє досліджувати параметри глибоких рівнів у напівпровідниках у широкому діапазоні температур та вікон емісії, б) розроблено методику обробки параметрів глибоких рівнів, що релаксують з близькими характерними часами, в) розроблено методику визначення параметрів глибоких рівнів, що характеризуються квазінеперервним спектром при використанні двохканального стробованого накопичувача.

Апробація роботи. Основні результати роботи доповідалися на: III Всесоюзній конференції “Фізичні основи надійності та деградації напівпровідникових приладів”, Кишинів, 27-29 травня 1991р. та конференції Європейської спілки дослідження матеріалів (E-MRS), Страсбург (Франція), 16-19 червня, 1998. Крім того, результати роботи доповідалися на наукових семінарах в Київському університеті імені Тараса Шевченка.

Публікації. Матеріали дисертації опубліковані в 6 друкованих працях, серед яких 3 статті в наукових журналах, 2 публікаціі у збірнику тез доповідей на наукових конференціях та 1 авторське свідоцтво.

Особистий внесок автора. В дисертації узагальнено результати експериментальних досліджень, виконаних безпосередньо автором: автор брав участь в постановці задач, що ввійшли в дисертацію, в виборі методів їх розв’язання, в розробці апаратного та програмного забезпечення, а також, в інтерпретації результатів розрахунків та експериментів.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, семи розділів, висновків та переліку цитованої літератури з 73 найменувань. Дисертацію викладено на 129 сторінках, які містять друкований текст, 52 рисунки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтована актуальність теми дисертації, сформульована мета та завдання, охарактеризована практична цінність роботи та сформульовані положення, що виносяться на захист. Подано короткий огляд роботи по розділам.

Перший розділ присвячений огляду існуючих методів дослідження глибоких рівнів у напів-про-від-ни-кових структурах. Проведено їх порівняльний аналіз, та відзначено основні недоліки та переваги. Зроблено висновок, що найкраще поєднання широких можливостей дослідження та точності визначення параметрів глибоких рівнів притаманне методу релаксаційної спектроскопії глибоких рівнів (РСГР).

Другий розділ містить у собі огляд фізичних основ релаксаційної спектроскопії глибоких рівнів. Тут проведено аналіз існуючих методів релаксаційної спектроскопії глибоких рівнів: методу постійної ємності та методу постійної напруги. Наведено основні теоретичні співвідношення, які дозволяють визначити параметри глибоких рівнів у кожному з цих випадків. Вказано на доцільність поєднання методу релаксації ємності з методом релаксації струму.

В третьому розділі розв’язано проблему виділення із еквівалентних схем найбільш поширених напівпровідникових приладів сигналів пропорційних реактивній (ємності) та активній (струму) частині комплексного сигналу, який присутній на вході вимірювального тракту релаксаційного спектрометра глибоких рівнів. Методом віртуальних приладів, показано, що використання аналогового перемножувача з наступною фільтрацією результату перемноження сигналів, дозволяє виділити відповідні компоненти з сумарного сигналу релаксації. Таким чином було промодельовано роботу реєструючої частини релаксаційного спектрометра глибоких рівнів.

В четвертому розділі описано апаратну конструкцію розроблено-го спектрометру глибоких рівнів.

Вона складається із двох головних частин:

1. Інтерфейсної, в якій знаходяться вузли, що дозволили автома-тизувати спектрометр на сучасному рівні (з використанням приладового інтерфейсу IEEE-488) та синхронізувати роботу аналогової частини. Використання сучасної мікроелектронної елементної бази та кварцевої стабілізації дозволили гарантувати високу точність визначення часових характеристик досліджуваного релаксаційного процесу. Важливу роль відведено характеристикам кореляційної функції спектрометру. Від цієї функції залежить роздільна здатність та чутливість визначення параметрів глибоких рівнів. Звичайно, ці величини мають різну залежність від часових параметрів кореляційної функції, а тому, в деяких випадках буває потрібно забезпечити високу роздільну здатність, а чутливість дозволяє коректно обробити РСГР-сигнал. В інших випадках, потрібно зафіксувати сигнал на фоні шумів. В якості базової кореляційної функції спектрометру для дослідження параметрів глибоких рівнів використовується функція:

 

“Вікно емісії” в цьому випадку дорівнює 3.537t0. Вираз для РСГР-спектру має такий вигляд:

,

де ,

, у випадку обміну і-го глибокого рівня з зоною провідності (з валентною зоною);

Ei — енергетична відстань і-го глибокого рівня від краю тієї дозволеної зони, з якою обмінюється даний рівень;

ni, pi — переріз захоплення на і-й глибокий рівень електронів та дірок;

vn, vp — теплова швидкість електронів та дірок, відповідно.

Зміна величини t0 дозволяє проводити відповідну зміну величини “вікна емісії”. При цьому в області малих часових сталих процесу релаксації ємності дослідження відбувається методом “вузьких стробів”, а у випадку тривалого процесу релаксації — працює метод “широких стробів”. Врахувавши періодичність процесу, можна зробити висновок про сталість співвідношення сигнал/шум при коротких і при довгих “вікнах емісії”. Вели-чина максимуму РСГР-піку при всіх вікнах емісії пов’язана з величиною РСГР-сигналу СРСГР =С0.39 і не залежить від часових компонент. Крім того, можливості формувача дозволяють програмним шляхом встановлюва-ти довільний (з відповідною дискретністю) вигляд кореляційної функції.

2. Аналогова частина складається з задаючої та реєструючої частин. Вона дозволяє з високою стабільністю згенерувати сигнали, які дають змогу керувати умовами експерименту та реєструвати РСГР-сигнал. Підвищення частоти вимірювань дозволяє досліджувати більший діапазон напівпровідникових структур, ніж відомі аналоги. Збільшення вимірювальної частоти гарантує точність вимірювання релаксаційних процесів з малими часовими сталими, оскільки це дозволяє забезпечити відповідну смугу пропускання вимірювального тракту.

Загальна блок-схема автоматизованого релаксаційного
спектрометра глибоких рівнів

Далі в роботі наведено розроблені схеми вузлів та модулів, що входять до складу спектрометра.

Завдяки високим параметрам розробленого спектрометра, експеримен-таль-но підтверджена можливість його використання для дослідження параметрів глибоких рівнів в структурах з малими ємностями (p-i-n-діоди). Оскільки, конструкція p-i-n-діоду характеризується слабкою залежністю ємності збідненого шару від зворотної напруги, то для коректного дослідження параметрів глибоких рівнів необхідно провести попередню інжекцію носіїв в збіднену і-область. Аналізуючи вплив різних доз -опромінення вдалося передбачити радіаційну стійкість p-i-n-діодів. Пред-став-ле-но результати дослідження МОН-структур. Доведена можли-вість виділення сигналу поверхневих рівнів від сигналу об’ємних рівнів за до-по-могою зміни умов експерименту.

В п’ятому розділі описано програмне забезпечення розробленого автоматизованого спектрометра. Від його якості залежить надійність роботи системи в цілому, можливість зміни умов проведення експерименту та точність визначення параметрів. Показано, що розроблене програмне забезпечення дозволяє повною мірою реалізувати можливості апаратної частини спектрометру. Воно визначається надійною роботою та, завдяки модульному підходу, може бути легко модефіковано під довільні апаратні вузли автоматизованого релаксаційного спектрометру.

Шостий розділ присвячено методиці обробки результатів РСГР-експерименту у випадку релаксації глибоких центрів з близькими часовими параметрами (випадок складного РСГР-спектру). До цього часу проблему виділення моноенергетичних складових не можна було вважати розв’язаною. Єдиним підходом, який дозволяв отримати параметри глибоких рівнів у даному випадку була обробка частини РСГР-спектру, яка виділяла-ся за критерієм експоненціальності. Але значна втрата точності, а в деяких випадках складнощі з визначенням температурного діапазону експоненціальності, не давали змоги з високою достовірністю використо-ву-ва--ти цю методику.

В дисертації для визначення параметрів вперше застосовано метод Пауела з вико-рис-тан-ням для одномірної оптимізації методу Девіса-Свена-Кемпі-Пауела (ДСКП). При цьому використаний сигнал від усіх температурних точок, при всіх виміряних значеннях вікон емісії. Доведено однозначність розді-лення та отримано високу точність визначення параметрів глибоких рівнів.

Вперше без попередньої фільтрації чи інтерполяції даних експерименту отримано значне придушення шумів, що дозволило суттєво підвищити чутливість спектрометра.

Було проаналізовано залежність точності наближення від кількості кроків оптимізації при різній кількості “вікон емісії”. Встановлено, що вища точність наближення має місце при обробці по більшому числу “ві-кон емісії”, що підтверджує необхідність комплексного аналізу зразків.

Досліджено також, залежність точності наближення від кількості кроків оптимізації при різному співвідношенні сигнал/шум. Встановлено, що навіть коли відношення сигнал/шум дорівнювало 2, точність наближення складала 8%. За таких експериментальних умов метод Ленга не дозволяє отримати параметри глибоких рівнів з задовільною точністю, а використання попередньої фільтрації може суттєво погіршити роздільну здатність методу. При збільшенні співвідно-шен-ня сигнал/шум точність наближення значно зростає.

Крім того, в дисертації доведено, що розроблена методика може використовуватися при дослід-жен-ні параметрів глибоких рівнів різного знаку релаксації. За рахунок багатовимірної (по декількох “вікнах емісії”) обробки існує можливість екстраполяції РСГР-спектру за температурні межі спектрометру.

Сьомий розділ присвячений вивченню параметрів глибоких рівнів на межі розділу Si-SiC. Використання нових матеріалів (SiC, пористий кремній) також вимагає ефективної методики контролю параметрів глибоких рівнів, які характеризуються квазінеперервним енергетичним спектром. Обробка РСГР-спектрів глибоких рівнів при наявності енергетичної зони з квазінеперервним розподілом не може бути проведена за традиційними методиками. Тому в дисертації, отримано інтегральне рівняння, яке пов’язує між собою часову залежність ємності напівпровідни-ко-вої структури та розподіл концентрації глибоких рівнів за енергією. Рівняння роз’язано відносно концентрації у двох випадках: для випадку квазінепе-рер-в-ного спектру глибоких рівнів та поодинокого глибокого рівня. Перевірка працездатності методики проводилась на змодельованих сигна-лах релаксації та довела можливість визначення параметрів глибоких рівнів у обох випадках. Особлива увага приділена випадку квазі-непе-рерв-ного спектру. Знайдено алгоритм визначення величини перерізу захоплення глибокого рівня, що релаксує з найбільшою часовою сталою. Знаючи зв’язок перерізу захоплення та енергії іонізації через час релаксації, з даних експерименту вдається розрахувати енергію іонізації відповідного енергетичного рівня. Таким чином визначено розподіл концентрації глибоких рівнів по енергії у випадку їх квазінеперервного розподілу.

Доведено, що РСГР-сигнал в досліджуваній структурі має відношення саме до станів в області розділу Si-SiC. Завдяки можливостям спектрометру визначено в широкому часовому діапазоні параметри сигналу релаксації, що неможливо зробити на відомих аналогах при використанні двохканаль-ного стробованого накопичувача. Значно доповнено методику обробки РСГР-сигналу при релаксації рівнів з квазінеперервним спектром. Використовуючи цю методику визначено параметри таких рівнів на межі розділу Si-SiC та досліджено вплив відпалювання в високочастотній плазмі з підвищеним підігрівом в атмосфері N2+H2(10%).

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ

1.

Розроблено автоматизований спектрометру глибоких рівнів з метою дослідження релаксаційних процесів у приладах з малими ємностями.

1.

Створено методику проведення експерименту з можливістю комплексного аналізу електрофізичних параметрів глибоких рівнів за одне температурне сканування.

1.

Розроблено програмне забезпечення для керування ходом експерименту та обробки його результатів.

1.

Оптимізовано загальний вигляд кореляційної функції релаксаційного спектрометру з метою підвищення достовірності та якості результатів вимірів.

1.

Створено методику обробки результатів дослідження напівпровіднико-вих структур, в яких можлива релаксація ємності з близькими часовими значеннями.

1.

Розроблений алгоритм визначення перерізу захоплення глибоких рівнів, що характеризуються квазінеперервним енергетичним спектром.

1.

Розроблено та адаптовано метод визначення параметрів глибоких рівнів у випадку квазінеперервного енергетичного спектру при використанні релаксаційного спектрометру глибоких рівнів з двохканальним стробованим накопичувачем.

Публікації

Бойко Ю.В., Кильчицька С.С., Кильчицька Т.С., Стріха В.І.,Третяк О.В. Про роль поверхневих станів в перенесенні фотоструму в структурах метал-тунельний діелектрик-напівпровідник. // УФЖ. – 1994. – № 6. – с. 723–726.

2 Boiko Yu. V., Tretyak O.V., Schmatov A.A. Generator of low-frequency pulses for a deep-level transient spectrometer. // Instruments and Experimental Techniques. – v.37 – № 3, part 1, 1994. – p.317–320

3. Бойко Ю.В., Грязнов Д.Б., Третяк О.В. Розділення складного РСГР-спектру. // Вісник Київського університету, серія: Фізико-математичні науки, № 3, 1997. – с. 240–249.

4. А.с. № 1588212, СССР, Устройство для контроля полупроводниковых структур / Ю.В.Бойко, О.В.Третяк, А.А.Шматов (Украина). – 1988 г.

5. Lazarouk S., Browski P., Gorbach T., Smertenko P., Svechnikov S.,
Boyko Y., Buzaneva E., Chukova O., Nedelko S., Tretyak O., Pavesi L. Study of the recombination mechanisms and defects of porous silicon light emitting devices. // European Materials research society, Final book of abstracts, Strasbourg, 16-19 June, 1998., B-35.

6. Бойко Ю.В., Третяк О.В. Использование методов РСГР для контроля начальных стадий взаимодействия металла и кремния с барьером Шоттки // Тез. докладов, III Всесоюзная конференция “Физические основы надёжности и деградации полупроводниковых приборов”, Кишинев, 27–29 мая 1991 г. – Кишинев. – ч.II, 1991. – С.8.

***

Анотація

Бойко Ю.В. Сучасні підходи у визначенні параметрів глибоких рівнів в напівпровідниках методом релаксаційної спектроскопії – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10 – фізика напівпровідників та діелектриків. – Київський університет імені Тараса Шевченка, Київ, 1999.

Дисертація присвячена дослідженню параметрів глибоких рівнів в напівпровідниках в тих випадках, коли традиційний підхід з використанням методики релаксаційної спектроскопії не дозволяє отримати відповідні параметри. Розглянуто підходи до визначення параметрів глибоких рівнів у напівпровідниках та приладах на їх основі. Розроблено та створено автоматизований релаксаційний спектрометр глибоких рівнів, орієнтований на дослідження сучасних напівпровідникових приладів з малими величи-на-ми релаксуючої ємності. Модифіковано загальний вигляд кореляційної функції двохканального стробованого накопичувача, що дозволило підвищити якість та достовірність визначення основних параметрів глибоких рівнів. Створено програмне забезпечення, що дозволяє в повній мірі реалізувати вимірювальні можливості автоматизо-ва-но-го спектрометра та провести, відповідним чином, обробку результатів експерименту. Створено методики отримання параметрів глибоких рівнів у випадку релаксації ємності від глибоких рівнів з близькими часовими сталими (випадок складного РСГР-спектру) та їх квазі-непе-рерв-ного енергетичного розподілу.

За допомогою розробленого апаратно-програмного комплексу дослідже-но низку напівпровідникових приладів.

Ключові слова: релаксаційна спектроскопія глибоких рівнів (РСГР), релаксація ємності, локалізовані стани в забороненій зоні, енергія іонізації, переріз захоплення, вікно емісії.

***

Abstract

Boiko Yu.V. The modern approaches for definition of parameters of deep levels in semiconductors by the transient spectroscopy method. – Manuscript.

Thesis for a candidate degree by speciality 01.04.10 – physics of semiconductors and dielectrics. – Kiev T.Shevchenko University, Kiev, 1999.

The dissertation is devoted to research of parameters of deep levels in semiconductors when the traditional approach based on the transient spectroscopy technique does not allow to receive the appropriate parameters. Automated transient spectrometer of deep levels focused on research of modern semiconductor devices with small transient capacity is developed and made. The techniques of reception of parameters of deep levels are developed for the cases of the capacity relaxation from deep levels with close temporary constant (case of a complex DLTS-spectrum) and capacity relaxation from a band of deep levels (case of quasi-continuous DLTS-spectrum) with use of the two-channel strobe-control store. A number of semiconductor devices is investigated with the use of the developed techniques.

Key words: deep levels transient spectroscopy (DLTS), capacity relaxation, local states in forbidden band, energy of ionisation, capture cross-section, rate window.

***

Аннотация

Бойко Ю.В. Современные подходы при определении параметров глубоких уровней в полупроводниках методом релаксационной спектроскопии. – Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математичних наук по специальности 01.04.10 – физика полупроводников и диэлектриков. – Киевский университет имени Тараса Шевченко, Киев, 1999.

Диссертация посвящена исследованию параметров глубоких уровней в полупроводниках в тех случаях, когда традиционный подход с использованием методики релаксационной спектроскопии (РСГУ) не позволяет получить соответствующие параметры. В работе проанализированы существующие методики определения параметров глубоких уровней. Промоделирована на ЭВМ работа отдельных узлов и блоков релаксационного спектрометра. Разработан и изготовлен автоматизирован-ный релаксационный спектрометр глубоких уровней, ориентированный на исследование современных полупроводнико-вых приборов с малыми величинами релаксирующей ёмкости. Модифицирован общий вид корреляционной функции двухканального стробируемого накопителя, что позволило повысить качество и достоверность определения основных электрофизических параметров глубоких уровней (глубину залегания, сечение захвата и концентрацию). Создано программное обеспечение, позволяющее в полной мере реализовать измерительные возможности автоматизированного спектрометра и повысить качество обработки результатов эксперимента. Исследовано влияние различных доз -облуче-ния на электрофизические параметры полупроводниковых приборов с малыми величинами ёмкости (полупроводниковые p-i-n-диоды). На примере структуры метал-тунельный диэлектрик-полупроводник доказана возможность разделения сигнала релаксации на компоненты ответственные за релаксацию объемных и поверхностных состояний.

Разработана методика получения параметров глубоких уровней при релаксации ёмкости от глубоких уровней с близкими временными постоянными (случай сложного РСГУ-спектра). В диссертации для определения параметром впервые использован метод Девиса-Свена-Кемпи-Пауэла (ДСКП). При этом впервые для обработки результатов используется сигнал от всех температурных точек, измеренный при нескольких значениях окна эмиссии. Использование такого подхода позволило без предварительной фильтрации экспериментальных данных добиться существенного повышения чувствительности спектрометра глубоких уровней. Разработан-ная методика позволяет обрабатывать РСГУ-сигнал разного знака релаксации (в случае перезарядки глубоких уровней з разным зарядовым состоянием). Кроме того, за счет многомерной обработки существует возможность экстраполяции РСГР-спектра за температурные пределы спектрометра.

Наличие глубоких уровней, характеризующихся непрерывным енергетическим спектром, на границах раздела полупроводниковых приборов требует наличия ефективной методики определения их параметров. В диссертации разработана методика получения распределе-ния концентрации глубоких уровней по энергии при использовании двухканального стробируемого накопителя. Найден алгоритм определения сечения захвата. Имея связь сечения захвата и энергии ионизации посредством времени релаксации, с экспериментальных данных вычисляет-ся энергия ионизации соответствующего глубокого уровня. Использование данной методики позволило определить параметры глубоких уровней на границе раздела Si-SiC и исследовать влияние отжига в ВЧ-плазме с повышенным подогревом в атмосфере N2+H2(10%).

Ключевые слова: релаксационная спектроскопия глубоких уровней (РСГУ), релаксация ёмкости, локализованные состояния в запрещённой зоне, энергия ионизации, сечение захвата, окно эмиссии.






Наступні 7 робіт по вашій темі:

ПРОБЛЕМА ВТІЛЕННЯ ЕКСТАТИЧНОГО СТАНУ В МУЗИЦІ (НА ПРИКЛАДІ ТВОРІВ К.ДЕБЮССІ, О.СКРЯБІНА ТА Ч.АЙВЗА) - Автореферат - 27 Стр.
СУЧАСНІ ПІДХОДИ ДО ЛІКУВАННЯ ОБТУРАЦІЙНОЇ ТОВСТОКИШКОВОЇ НЕПРОХІДНОСТІ - Автореферат - 24 Стр.
ЖАНРОВО-СТИЛЬОВІ ОСОБЛИВОСТІ ХУДОЖНЬО-БІОГРАФІЧНОЇ ПРОЗИ 80 – 90-х РОКІВ ХХ СТОЛІТТЯ - Автореферат - 28 Стр.
ПРАВОВЕ РЕГУЛЮВАННЯ ДІЯЛЬНОСТІ СУБ’ЄКТІВ ПРИРОДНИХ МОНОПОЛІЙ - Автореферат - 27 Стр.
ОСОБЛИВОСТІ УСНОГО ЗВ’ЯЗНОГО МОВЛЕННЯ У КОМУНІКАТИВНО ДЕПРИВОВАНИХ ДІТЕЙ-СИРІТ - Автореферат - 31 Стр.
УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ РЕЖИМІВ І КОНСТРУКТИВНИХ ПАРАМЕТРІВ ЧИСТОВИХ РОБОЧИХ КЛІТЕЙ ШИРОКОШТАБОВИХ СТАНІВ ГАРЯЧОЇ ПРОКАТКИ - Автореферат - 27 Стр.
ОБЛІК ТА АУДИТ АДМІНІСТРАТИВНИХ ВИТРАТ ГОСПОДАРЮЮЧОГО суб’єкта (НА ПРИКЛАДІ ЛІСОГОСПОДАРСЬКИХ ПІДПРИЄМСТВ РІВНЕНСЬКОЇ ОБЛАСТІ) - Автореферат - 25 Стр.