IV. Задание

1. На лазерном эллипсометре ЛЭМ-1 измерить оптические константы диэлектрической пленки  и , по ним, согласно номограмме, определить толщину пленки диэлектрика.

2. Измерить высокочастотные вольт-фарадные характеристики тестовой МДП-структуры.

3. Построить экспериментальные вольт-фарадные характеристики в нормированных единицах С_ЭКС/С₀ и найти величину диэлектрической проницаемости пленки _Д, или его толщину.

4. Рассчитать теоретическую вольт-фарадную характеристику С_ТЕОР/С_Д и построить в тех же координатах, что и С_ЭКС/С_Д.

5. По виду экспериментальных ВФХ и сдвигу между экспериментальной к теоретической кривыми определить тип проводимости исходного полупроводника и полный заряд поверхностных состояний, рассчитав Ф_MS.

6. Определить минимальную емкость полупроводника С_S, а из нее уровень легирования.

7. Измерить низкочастотные вольт-фарадные характеристики и найти отношение (С_НЧ/С_Д) мин., по которым определить концентрацию поверхностных состояний N_ПС.

8. Все полученные экспериментальные данные заносятся в таблицы, по которым затем строятся графики.

V. Порядок выполнения работы и указания по технике безопасности

При выполнении работы следует руководствоваться указаниями по технике безопасности, приведенными на стр. 3-5.

Получить у преподавателя тестовую структуру или полевой МДП транзистор. Для тестовой структуры провести измерения оптических констант на лазерном эллипсометре ЛЭМ-1. Порядок работы на лазерном эллипсометре и указания по технике безопасности на­ходятся на рабочем месте. После проведения оптических измерений установить образец на предметный столик и с помощью манипулято­ра совместить тестовую структуру с контактной иглой. Не опуская иглы на структуру, произвести начальную настройку моста Л2-7 и генератора ГКЗ-40. Для этого необходимо разъем кабеля манипуля­тора подключить ко входу измерительного моста Л2-7 и провести установку начального баланса с помощью соответствующих ручек. Частота тестового сигнала устанавливается переключателем «часто­та MГц» генератор ГКЗ-40.

Измеритель Л2-7 должен быть подготовлен к начальной настройке, все ручки, относящиеся к измерению емкости или проводимости переводятся в «0» положение. Начальная настройка Л2-7 начинается с настройки на частоту тестового сигнала с помощью переключателя диапазонов и ручки «частота МГц». Настройка производится на ре­зонанс, который фиксируется двумя индикаторами грубого и тонкого резонанса, расположенными с левой стороны измерителя. Чувстви­тельность настройки регулируется ручкой «усиление». После предва­рительной настройки на рабочую частоту, ручками начального балан­са с помощью тех же индикаторов устанавливается резонанс началь­ного баланса. Установив начальный баланс, можно производить из­мерение испытуемой емкости. Для этого игла манипулятора опускается на металлический контакт тестовой структуры. Происходит разба­ланс моста, который затем устраняется с помощью ручек отсчетного устройства грубой и тонкой регулировки. Диапазон измеряемой емкости задается с помощью множителей. Постоянное смещение на тес­товую структуру подается так же от генератора ГКЗ-40. Величина смещения задается переключателем диапазонов и ручкой плавной ре­гулировки U_К. На индикаторном приборе фиксируется величина этого смещения.

Постоянный ток, протекающий через структуру, фиксируется индикаторным прибором I_К. Вo все время измерения ток должен быть минимальным. Только неисправность структура (например, пробой) приводит к заметному току. Полярность сигнала задается переклю­чателем p-n-p или n-p-n (обозначения определяются основным применением установки, предназначенной для измерения емкостей и проводимостей биполярных транзисторов).

Измерение низкочастотной характеристики МДП-структуры про­водятся согласно инструкции, находящейся на рабочем месте.