WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Методи дослідження та технологія створення омічних контактів - Курсова робота

Методи дослідження та технологія створення омічних контактів - Курсова робота

так:
, (2.14)
де ? товщина напівпровідника без приповерхневої області; ? товщина приповерхневої області, яка має величину порядку ширини області просторового заряду.
Звідси
. (2.15)
За інших рівних умов вимірюється тим точніше, чим менше величина .
Для визначення концентрації і рухливості носіїв заряду в приповерхневій області можна також використовувати ефект Холла. При цьому, як і при визначенні провідності, слід розділити зразок на дві області, вімкнені паралельно: приповерхневу і об'ємну.
Якщо припустити, що концентрації і рухливості в цих областях різні і постійні, то при параллельному включенні поверхневої і об'ємної областей, загальна холлівська напруга
, (2.16)
де ? загальний струм через зразок.
Вирази для напруги Холла, загальної провідності і струму в об'ємні і області просторового заряду можна представити у вигляді:
; ; ;
; ; . (2.17)
Звідси легко одержати сталу Холла:
. (2.18)
Як і у випадку провідності, внесок поверхневої складової в R буде тим більшим, чим менша величина .
З рівняння (2.14) для і (2.18) для можна одержати наступні вирази для напівпровідника n-типу:
; (2.19)
. (2.20)
Тут і ? значення Холл-фактора для об'ємної і приповерхневої областей.
Об'ємні значення і можна визначити з вимірювання провідності і е. р. с. Холла для достатньо товстих зразків. Тоді, припускаючи, що , а має порядок товщини області просторового заряду, можна визначити і .
Для визначення параметрів приповерхневої області використовується також метод струмів Холла, за яким поверхневий і об'ємний холлівські струми можуть бути виміряні окремо. Розрахунок показує, що для монополярного напівпровідника р-типу при збагаченні приповерхневої області
, (2.21)
де ? концентрація дірок в приповерхневій області.
Знаючи об'ємні параметри і , з вимірювань для товстих зразків з холлівського струму можна знайти добуток .
Для ціленапрямленої зміни величини вигину зон біля поверхні, а отже, концентрації і рухливості носіїв заряду в приповерхневій області до поверхні через діелектричний прошарок прикладається зовнішня напруга, як правило імпульсна або синусоїдальна.
Імпульсний сигнал прикладається до металевого польового електроду і зразка через ємності С1 і С2 (рис. 2.7), постійна напруга подається через опори R1 і R2. Для компенсації паразитного сигналу, що виникає внаслідок диференціювання вхідного сигналу на елементах схеми, що включають ємність польовий електрод ? зразок, застосована мостова схема. Міст спочатку балансується при вимкненому поздовжньому струмі через зразок і при включеному імпульсному полі. Компенсація ємнісного паразитного сигналу здійснюється за допомогою опорів R1 і R2, а також ємностей С1 і С2.
Рис. 2.7. Схема вимірювання поверхневої провідності напівпровідника з використанням імпульсного зовнішнього поля
При подальшому включенні струму через зразок з'являється корисний сигнал, пов'язаний з малим розбалансом моста, що виникає через зміну опору зразка. Цей сигнал посилюється підсилювачами П1 і П2 і реєструється осцилографом. В результаті з'являється можливість вимірювати величину ?G зразка при різній амплітуді імпульсу, що подається.
Принципова схема експериментальної установки, що дозволяє вимірювати залежність ?G від напруги при подачі синусоїдального сигналу, має вигляд, показаний на рис. 2.8.
Рис. 2.8. Схема вимірювання поверхневої провідності з використанням синусоїдального зовнішнього поля
При вимірюваннях на великому змінному сигналі, що подається з генератора ЗГ, слід компенсувати паразитний ємнісний сигнал. Це здійснюється при вимкненому постійному струмі через зразок за допомогою опорів R1 і R2. Паразитний сигнал, однаковий по амплітуді і фазі на кінцях зразка, подається на сітку і катод лампи для взаємного знищення. Щоб зразок не шунтувався малим катодним опором цієї лампи, в схему вводиться катодний повторювач.
Корисні сигнали з кінців зразка, що виникають при протіканні через нього постійного струму, приходять на сітку і катод лампи в протифазі і скупчуються на аноді. Сигнал з анода подається на підсилювач П, а потім поступає на вертикальний вхід осцилографа. На горизонтальний вхід осцилографа через фазоповертач ФП подається напруга, відповідна напрузі на польовому електроді. Величина вимірюваного сигналу калібрується подачею імпульсів відомої амплітуди від генератора ГКІ. Батарея Б служить для зсуву всієї кривої на екрані в ту або іншу сторону.
Якщо на частоті вимірюваного сигналу забезпечується квазірівновага стану поверхні у будь-який момент часу, на екрані осцилографа спостерігається одна крива . Зазвичай це буває на частотах, при яких заповнення більш швидких поверхневих станів безінерційно слідує за сигналом, а повільні поверхневі стани перезаповнюватися не встигають.
Очевидною зручністю методу вимірювання на змінному струмі є його експресність, оскільки тут крива спостерігається безпосередньо на екрані осцилографа.
3. Омічні контакти та контактні системи
Під омічним контактом розуміють контакт метал-напівпровідник, що володіє лінійною вольт-амперною характеристикою, в якому не відбувається інжекції неосновних носіїв. Омічними контактами забезпечується кожний напівпровідниковий прилад або ІМС для здійснення електричного зв'язку між їх елементами і зовнішнім колом.
У планарних приладах виготовляють як звичні контакти (рис. 3.1 а), так і контакти, що розповсюджуються на поверхню діелектричного шару (рис. 3.1 б). Використання поширених контактів дозволяє значно зменшити розміри активної області, а також небажаний вплив на неї навколишнього середовища.
Рис. 3.1. Схема контактів до планарних приладів. 1 ? вивід; 2 ? контакт; 3 ? шар діелектрика
До контактів пред'являють ряд вимог, від виконання яких багато в чому залежать електричні і механічні властивості приладів, а також їх стабільність і які можуть бути сформульовані таким чином. Контакт повинен бути не випрямляючим (тобто його опір не повинен змінюватися при зміні напряму електричного струму); мати лінійну вольт-амперну характеристику (тобто його опір не повинен залежати від протікаючого струму); володіти дуже малим опором в напрямі, як перпендикулярному, так і паралельному площині p-n-переходу, високою теплопровідністю і хорошою адгезією до напівпровідника (а поширений ? і до оксиду); не інжектувати неосновних носіїв заряду; мати температурний коефіцієнт розширення, по можливості близький TKL напівпровідника і матеріалу виводу; представляти собою стабільну металургійну систему з напівпровідником і матеріалом виводу (якщо контакт є багатошаровим, то ця вимога розповсюджується і на матеріали, із яких виготовлені шари контакту); не проникати глибоко в напівпровідник(оскільки у ряді напівпровідникових приладів р-n-перехід формується на глибині 0,2?0,4 мкм); його матеріал повинен дозволяти проводити фотолітографічну обробку і при виготовленні НВЧ-приладів
Loading...

 
 

Цікаве