Описание макета установки для определения времени жизни неосновных носителей заряда

Б

Рис.3. Блок-схема макета установки

Генератор парных импульсов Г5-63

Синхроимпульс

Выход

Осциллограф

Синхроимпульс

Вход

R_огр

Полупров.

лазер

SiO₂ p⁺-Si

n-Si

ТЕС-14

+ 

R_изм

x 0

X

лок-схема макета установки представлена на рис.3. Объектом измерений служит часть кремниевой пластины со сформированными в ее приповерхностном слое локальными диффузионнымиp-n переходами.

Подключение p-nперехода, служащего коллекторным контактом для неосновных носителей заряда, к измерительному стенду осуществляется при помощи зондового устройства, один из зондов которого контактирует сp-областьюp-nперехода, а другой – с металлизированной поверхностью стола. Импульсы с выхода генератора подаются через ограничительный резистор на полупроводниковый лазер, укрепленный на штативе над образцом. РезисторR_огрограничивает ток через полупроводниковый лазер, предохраняя его от выхода из строя. Импульсы напряжения, подаваемые на лазер, могут быть проконтролированы на экране осциллографа. Синхроимпульс с выхода генератора подключен к входу внешней синхронизации осциллографа.

К p-nпереходу прикладывается обратное смещение от источника ТЭС-14 (или другого) около 1 – 2 В. Импульсы тока в цепи коллекторного контакта, возникающие при освещении образца импульсным светом, преобразуются в импульсы напряженияUна измерительном сопротивленииR_изми наблюдаются на экране осциллографа. Это напряжениеUпропорционально концентрации неравновесных носителей вблизи коллектора.

Порядок выполнения работы

1. Включите осциллограф, генератор и источник напряжения и дайте им прогреться в течение 30 мин.

2. Подключите выход синхроимпульса генератора к разъему блока синхронизации осциллографа, установите переключатель на блоке синхронизации в положение «ВНЕШ. 1:1».

3. Установите следующие параметры выходного импульса с помощью органов управления генератора:

• период повторения импульсов – не менее 300 мкс;

• длительность импульсов – около 10 мкс;

• амплитуда импульсов – 20 В.

4. Установите органы управления осциллографа в положения, соответствующие, параметрам подаваемых импульсов.

5. Подключите выход генератора к входу осциллографа и добейтесь появления на экране осциллографа устойчивой осциллограммы импульсов напряжения.

6. Выключите напряжение на выходе генератора. Отключите вход осциллографа от выхода генератора и соедините блоки макета измерительной установки в соответствии с блок-схемой.

Примечание: начальные установки (пункты 1 – 5) уже могут быть произведены до начала работы, поэтому необходимо проверить их выполнение.

7. Включите напряжение на выходе генератора. Увеличивая амплитуду импульсов напряжения, подаваемых на полупроводниковый лазер, добейтесь появления светового пятна на поверхности пластины.

8. Перемещая при помощи микрометрического винта образец с p-nпереходом относительно светового луча, добейтесь появления на экране осциллографа устойчивой осциллограммы импульсов напряжения на резистореR_изм. Момент совпадения светового пятна сp-nпереходом определяется по максимальному значению напряженияU.

9. Измерьте распределение амплитуды импульса Uпо расстоянию отp-nперехода, перемещая при помощи микрометрического винта образец сp-nпереходом так, чтобы световое пятно удалялось отp-nперехода. Результаты измерений запишите в следующую таблицу.

Таблица результатов измерений

№пп	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
x, мм
U, В