Методы определения характеристик полупроводников

Экспериментальные методы определения характеристик полупроводниковых устройств и материалов

Цель этой статьи - обобщить методы, используемые для экспериментального определения характеристик полупроводниковых устройств и материалов. полупроводниковый материал или прибор (PN переход, диод Шоттки и т. Д.). Некоторые примеры величин полупроводников, которые можно охарактеризовать, включают ширину обеднения, концентрацию носителей, оптическую генерацию и скорость рекомбинации, время жизни носителей, концентрацию дефектов, состояния ловушек и т. Д..

Эти величины делятся на три категории, когда речь идет о методах характеризации:

1) Электрические характеристики

2) Оптические характеристики

3) Физические / Химическая характеристика

• 1 Методы определения электрических характеристик
• 2 Оптические характеристики
• 3 Физические / химические характеристики
• 4 Будущие методы определения характеристик
• 5 Ссылки

Электрические характеристики могут использоваться для определения удельного сопротивления, концентрации носителей, подвижности, контактного сопротивления, высоты барьера, ширины обеднения, заряда оксида, состояний границы раздела, времени жизни носителей и примесей на глубоких уровнях.

Двухточечный датчик, четырехточечный датчик, дифференциальный эффект Холла, Профилирование емкости-напряжения, DLTS, Ток, индуцированный электронным пучком, и DLCP.

Оптическая характеристика может включать микроскопию, эллипсометрию, фотолюминесценцию, спектроскопию пропускания, абсорбционную спектроскопию, рамановская спектроскопия, модуляция отражательной способности, катодолюминесценция и многие другие.

Электронно-лучевые методы - SEM, TEM, AES, EMP, EELS

Ion Beam Методы - Распыление, SIMS, RBS

Рентген Методы - XRF, XPS, XRD, рентгеновская топография Анализ нейтронной активации (NAA) Химическое травление

Многие из этих методов были усовершенствованы для кремния, что сделало его наиболее изученным полупроводниковым материалом. Это результат широкого использования микросхем в вычислениях. По мере того, как другие области, такие как силовая электроника, светодиодные устройства, фотогальваника и т. Д., Начинают развиваться, характеристики множества альтернативных материалов будут продолжать расти. (включая органику). Многие из существующих методов определения характеристик необходимо будет адаптировать с учетом особенностей этих новых материалов.

Шредер, Дитер К. Характеристики полупроводниковых материалов и устройств. 3-е изд. John Wiley and Sons, Inc., Хобокен, Нью-Джерси, 2006.

Макгуайр, Гэри Э. Характеристика полупроводниковых материалов: принципы и методы. Том 1. Noyes Publications, Park Ridge, New Jersey, 1989.