4. Обработка и анализ результатов:

1. Постройте вольт-амперные характеристики фотодиода при че­тырех различных световых потоках Ф.

2. Постройте световую характеристику I_f (Ф) фотодиода в фото­диодном режиме при трех напряжениях на фотодиоде.

Световая характеристика строго линейна

I_f = KФ , (1)

где К - интегральная чувствительность фотодиода.

3. Из графиков световой чувствительности п.5.2 определите инте­гральную чувствительность фотодиода.

4. Постройте световую характеристику фотодиода в вентильном режиме короткого замыкания и при сопротивлении нагрузки 1 коМ. Почему световая характеристика отклоняется от линейного закона (1)?

5. Определить время жизни неосновных носителей по осциллограмме кривой релаксации фото-ЭДС в вентильном режиме. По

- 16 -

кривой, соответствующей диоду вентильной фото-ЭДС, можно определить время жизни дырок в базе P:

 = 0 + - T .

Время жизни можно определить по наклону прямой уменьшения фото-ЭДС. Пологая, что за время  t, фото-ЭДС измениться на

  = φ₀/2,73.

 t

 

 P = T

= 1

i₀ φ₀

Δi Δφ

Рис. 4. Световой импульс Ф(t), осциллограмма импульса тока в цепи фотодиода i(t) и импульс напряжения (фото-ЭДС, φ[t])

Список литературы:

1. Г. И. Епифанов, Ю. А. Мома. Твердотельная электроника . - М. :Сов.радио,1966.

2. Паньков. Ж . Оптические процессы в полупроводниках / Пер. с англ . под ред . Ж. И. Алферова и В. С. Вавилова . - М . : Мир , 1973.

- 17 -

Лабораторная работа № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИК-ПОЛУПРОВОДНИК МЕТОДОМ CV-МЕТРИИ.

1. Цель работы :

Экспериментальное определение поверхностного заряда в плоскости поверхностных состояний, приведенных к границе раздела Si - SiO₂ в структуре металл - диэлектрик - полупроводник.

2. Вопросы для подготовки:

1. Дайте определение поверхностных состояний. В чем причина появления поверхностных состояний на границе раздела ?

2. Нарисуйте зонные диаграммы МДП-структуры при обеднении, обогащении и инверсии приповерхностного слоя полупроводника.

3. Нарисуйте CV- характеристику МДП-структуры.

4. Какие физические параметры позволяет определить метод вольт-фарадных CV - характеристик?

5. Чему соответствует минимум кривой на CV - характеристике МДП-структуры?

6. Как влияет частота измерительного сигнала на CV - характеристику?

7. Почему измерение эффекта необходимо проводить на тонких образцах ?

3. Описание макета и методика измерений :

Макет состоит из измерителя емкости Е7-21 , источника питания и контактного устройства для МДП-структуры.

МДП-структура представляет собой полупроводниковую пластинку, окисленную с одной стороны. Толщина диэлектрической пленки 1000-2000 А. Поверх окисла напыляется металлический электрод. С обратной стороны пластины имеется омический контакт (рис .5).

• 18 -

SiO2

Рис. 5. МДП-структура

3-металлическая игла

2-окисел SiO₂

1 - полупроводник Si

4 - контакты

Рис. 6 . Контактное устройство к МДП-структуре

Контактное устройство показано на рис.6 . Изменение полярности сигнала, подаваемого на МДП-структуру, осуществляется

- 19 -

сменой полярности на контактном устройстве. Для этого контактное устройство легко извлекается из гнезда . 1 - полупроводник Si , 2 - окисел SiO₂ , 3 - металлическая игла. 4 - контакты .

Общий вид макета показан на рис. 7.

1

Рис. 7. Лабораторный макет для снятия CV- характеристики: 1 - четырехполюсник согласующий; 2 - пульт установки смещения

Геометрические размеры контактной площадки МДП-структуры измеряются на измерительном микроскопе.