1.了解掌握P—N结在不同偏压下载流子对杂质深能级的填充过程,以及偏压变化
根据半导体P—N结、金-半接触结构肖特基结的瞬态电容(△C~t)技术和深
能级瞬态谱(DLTS)的发射率窗技术测量出的深能级瞬态谱,是一种具有很高检测
灵敏度的实验方法,能检测半导体中微量杂质、缺陷的深能级及界面态。通过对样
品的温度扫描,给出表征半导体禁带范围内的杂质、缺陷深能级及界面态随温度(即
态的能级。杂系缺陷产生的深能级分布在禁带中较宽的范围内,能起陷阱和复合中
供的载流子浓度高,决定了半导体的电导率和结电容,除在77K以下的极低温度范
深能级具有发射和俘获电子和空穴的作用,深能级的发射和俘获过程是DLTS测
量的基础,伴随深能级上电子和空穴的发射和俘获过程结电容具有瞬态变化特性。
考虑温度的因素, ( ) t t C ~ ∆ 关系曲线a 所示的曲线簇。
图 2(a) △C(t)随温度变化的曲线簇,设置率窗取 DLTS 讯号△C
脉冲使 P-N 结处于正向,有少子注入。少子陷阱的深能级瞬态电容和 DLTS 峰为
~T 关系曲线。本实验温度扫描由低温(77K)开始,升至室温(300K)以上,但 DLTS 的温度
扫描,由于样品温度测量精度上的需要,必须缓慢进行,特别是在低温范围。一个
DLTS 谱以谱峰(高度和位置)的形式来表征深能级,不同的谱峰表征不同的深
DLTS 测量,即是用 DLTS 仪通过温度扫描获得半导体 P-N 结或肖特基结样品的
DLTS 谱,并从图中获得样品中深能级的信息,以及计算出所含深能级的参数。深能
)。DLTS 谱直观地表征了样品中深能级的情况及分布。一个谱峰表证存在一个
)。NLTS 谱中,谱峰的方向表征深能级是多子还是少子,其多子陷阱作用的
τ ,所获得的 DLTS 谱,如图 5 所示。并利用式(15)或(16)消除了公式中的
从上二式可见,DLTS 测量对样品温度的测量精度有很高的要求,特别对温度低
发现,一次温度扫描即可获得双率窗的 DLTS 谱的 DLTS 仪,测量上式很实用的,
如代入以上设这下,则从式(23)、(24)和(21)、(22)可以得到 DLTS 仪的:
如前所提,对于如图 5 所示双率窗或多率窗所获的 DLTS 谱,我们可以求得深能
根据式(11)、(12)和(17)、(18),以及 DLTS 仪率窗的设定:t
1.将样品安置于具有温度测量热电偶的样品盒内,信号线连接到 DLTS 仪(J7,
a. 将热电偶冷端置于装有冰水混合物的保温瓶中,待平衡稳定后(约 5~10