Исследовательское оборудование
Установка нестационарной спектроскопии глубоких уровней (DLTS) предназначена для исследования параметров глубоких центров в полупроводниковых структурах. Это энергия глубоких уровней, сечение захвата, коэффициенты эмиссии, концентрация глубоких центров, распределение глубоких центров по толщине структуры, идентификация глубоких центров, заряд в диэлектрике, полевая зависимость коэффициентов захвата, определение профилей легирующих примесей и т.д.
Глубокие уровни в полупроводниках играют очень важную роль. Они определяют время жизни носителей заряда, могут быть как центрами излучательной, так и безызлучательной рекомбинации, отвечают за быстродействие, обратные токи, прямые падения напряжения, квантовый выход излучения, за деградацию характеристик полупроводниковых приборов и т.д.
Данная установка будет востребована как для исследовательских целей (подготовка аспирантов, дипломные работы, НИР, ОКР), так и в производстве полупроводниковых приборов для отработки технологических режимов. В частности, в НИЦ СПП ОАО «Электровыпрямитель» для исследования и отработки режимов радиационного облучения быстродействующих силовых диодов, тиристоров, симисторов. Возможности установки позволяют проводить исследования полупроводниковых приборов нового поколения на основе карбида кремния и арсенида галлия при их производстве.
1. Характеристики аппаратного обеспечения:
Измеритель емкости:
тестовый сигнал: 100 мВ (среднеквадратичное значение), частота 1 МГц;
диапазон измерения емкости: 1–1000 пФ;
метод компенсации емкости: автоматический;
время восстановления: < 5 мкс;
диапазон измерения проводимости: 10 мкСм–10 мСм.
Синхронный усилитель:
чувствительность: 1 мВ;
время интегрирования: 0,3–3 с;
точность установки фазового сдвига: < 0,001 град.
Генератор двойных импульсов:
базовый (основной) импульс: –20 В до +20 В, устанавливаемый с шагом 10 мВ;
возбуждающий импульс: –20 В до +20 В, устанавливаемый с шагом 10 мВ;
длительность импульса: программируемая от 100 нс до 50 мс;
время задержки: программируемое от 100 нс до 50 мс;
время нарастания и спада импульса: 25 нс;
частота повторения импульсов: программируемая в диапазоне 0,1 Гц – 2,5 кГц;
защита от перегрузки по току: около 10 мА.
Криостат:
открытого типа с жидким азотом и возможностью оптического возбуждения;
диапазон температур: 77–450 K
измерительная головка: для фрагментов пластин с максимальными размерами 2 x 2 см
включает столик криостата и сосуд Дюара.
2. Характеристики программного обеспечения
Преимущества:
система выпадающего меню;
многоцветный графический пользовательский интерфейс;
полное автоматическое или интерактивное измерение.
Режимы измерений:
спектральный анализ глубокий уровней по температуре и частоте;
определение концентрации ловушек: максимальная чувствительность: C = 2·10-5 пФ для S/N = 1 соответствует концентрации ловушек NT > 10-5 |ND – NA|
определение сечения захвата;
полевая зависимость коэффициента эмиссии;
прямое определение профиля для любого выбранного глубокого уровня;
построение C-V, I-V графиков;
анализ МОП-структуры;
Измерение данных:
Выделение формы пика для перекрывающихся пиков
Мгновенное определение энергии активации за один температурный цикл
Синхронный расчет кривых Аррениуса для нескольких уровней
Определение ловушек через структурированную библиотеку кривых Аррениуса