Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
MARUSIA / DIPLOM99 / ALL.RTF
Скачиваний:
6
Добавлен:
16.04.2013
Размер:
615.94 Кб
Скачать

1.3.2. Структура автоматизированной установки

А теперь рассмотрим структуру автоматизированной установки для контроля и исследования полупроводниковых пластин методом бесконтактной релаксационной спектроскопии глубоких уровней АГУ-1

На рис. 1_3 представлена структурная схема (схема соединений) установки АГУ-1. В состав установки входят:

- криостат(1),

- столик для контролируемой полупроводниковой пластины(2),

- бесконтактное зондовое устройство(3),

- блок управления(4),

- измеритель сопртивления типа В7-34 (5),

- импульсный генератор типа Г5-75 (6),

- цифровой запоминающий осциллограф типа С9-8 (7),

- ЭВМ типа IBM PC 286 (8),

- интерфейсная плата канала общего пользования (9)

- устройство питания жидким азотом на базе криостата СДП-16 (10),

- источник питания нагревателя типа ТЕК-5060-1 (11).

Контролируемая полупроводниковая пластина помещается на столик (2) и освещается через бесконтактное зондовое устройство (3). Последнее представляет собой сапфировую пластину диаметром 76 мм и толщиной 0.3 мм, покрытую с одной стороны прозрачным проводящим слоем (In 2O3). Проводящий слой является ёмкостным электродом, сигнал с которого подаётся на вход высокоомного измерительного усилителя, расположенного в блоке управления. Контролируемая пластина покрывается сверху фторопластовой плёнкой толщиной 10 мкм. Сапфировая пластина размещается на этой плёнке сверху. Ёмкость связи образуется проводящим слоем и поверхностью пластины; её оценочное значение равно

3,5х 10 –9 Ф. Роль излучателя выполняет торец световода диаметром 2мм. Система перемещения излучателя позволяет проводить измерения в любой зоне контролируемой пластины.

Источником излучения является светодиод типа АЛ1102Б (диод VD4 в блоке управления), излучающий на волне приблизительно 0.7мкм. Светодиод задействуется от импульсного генератора Г5-75 через истоковый повторитель на транзисторе типа КП901А. Для передачи электромагнитного излучения используется гибкий световод диаметром 2мм.

Система регистрации релаксационных процессов состоит из цифрового запоминающего осциллографа С9-8 и высокоомного измерительного усилителя на базе операционного усилителя типа. Входное сопротивление усилителя 60 Мом. Столик (2) имеет нагреватель, охладитель и терморезистор. Нагреватель запитывается от источника питания (11) через блок управления (4). Охладитель запитывается от устройства питания жидким азотом (10), управление которым осуществляется из блока управления (4). Терморезистор подсоединён к измерителю сопротивления (5).

Запись процессов релаксации ГУ осуществляется под управлением ЭВМ (8), которая выдает команду на запуск импульсного генератора (6) и принимает информацию с измерителя сопротивления (5) и запоминающего осциллографа (7). Связь ЭВМ с этими приборами осуществляется через интерфейсную плату (9) канала общего пользования. Разработанное математическое обеспечение позволяет проводить измерения в заданном интервале температур с заданным шагом по температуре. Информация о релаксационном процессе при фиксированной температуре записывается в отдельный файл.

Установка позволяет определять параметры глубоких центров в полупроводниковых пластинах с концентрацией носителей заряда от 3х1017см-3до 107см-3, в том числе и в полуизолирующих арсенидгалиевых подложках.

Диапазон длительностей регистрируемых релаксационных процессов от 10-6до 0.2сек.

Установка обеспечивает регистрацию релаксационных процессов с относительным разрешением по времени 2.5х10-3и по амплитуде 4х10-3, что обеспечивает чувствительность определения концентрации глубоких уровней 3х10-2n, где n- концентрация мелких доноров.

Установка была использована для исследования арсенидгаллиевой подложки типа АГЧП – 7 диаметром 60мм в диапазоне температур 295К – 370К. Были обнаружены три ГУ со следующими параметрами:

= 0.38 эВ,= 4.1 х 10-17см-2 , NДГ/NДМ= 1.6;

= 0.42 эВ,= 6.1 х 10-17см-2 , NДГ/NДМ= 1.3;

= 0.43 эВ,= 5.3 х 10-16см-2 , NДГ/NДМ= 1.1;

Анализ технических характеристик и приведенные оценки, подтверждённые экспериментальными исследованиями показывают, что установка АГУ-1 позволяет получить практически ту же информацию о ГУ, что и установки, реализующие традиционные методики РСГУ. Наиболее существенное ограничение – невозможность подачи на барьерный переход фиксированного напряжения смещения, что не позволяет получить информацию о распределении ГУ по глубине полупроводниковой структуры. Однако этот недостаток с избытком окупается достоинствами установки, главным из которых является возможность проводить стопроцентный контроль полупроводниковых пластин большого диаметра фактически на всех этапах технологического процесса, начиная с контроля слитков и до получения готовых полупроводниковых структур. При этом нет необходимости создания на полупроводниковой пластине каких-либо контактов. Это не только уменьшает трудоёмкость создания полупроводниковых приборов и ИС, но и исключает погрешности, связанные с некачественным изготовлением омических (или другого типа) контактов. Существенную роль также играет бесконтакность контроля, что делает возможным возврат изготовителям пластин, не удовлетворяющих техническим требованиям. Важным преимуществом является возможность локального (до 1мм) контроля по всей площади пластины.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке DIPLOM99