Nowe stanowisko pomiarowe do charakteryzacji centrów defektowych metodą niestacjonarnej spektroskopii pojemnościowej

• Autorzy: Kozubal M. , Pawłowski M. , Pawłowski M. , Brzozowski M.

Warianty tytułu

EN

New measurement system for characterization of defect centers by capacitance transient spectroscopy method

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W oparciu o miernik pojemności zestawiono nowy układ do pomiarów metodą niestacjonarnej spektroskopii pojemnościowej (DLTS). Rejestracja relaksacyjnych przebiegów pojemności pozwoliła na zastosowanie zaawansowanych procedur numerycznych, które umożliwiają uzyskanie dwuwymiarowych powierzchni widmowych. Na podstawie tych powierzchni możliwe jest następnie określenie temperaturowych zależności szybkości emisji nośników ładunku związanych z głębokimi poziomami defektowymi. Zależności te umożliwiają określenie podstawowych parametrów elektrycznych wykrytych centrów defektowych w materiałach półprzewodnikowych z większa precyzją i rozdzielczością niż dotychczas za pomocą spektrometru DLS-81. Artykuł opisuje projekt, budowę oraz proces uruchomienia nowego stanowiska pomiarowego do charakteryzacji centrów defektowych metodą niestacjonarnej spektroskopii pojemnościowej wraz z przykładowymi wynikami pomiarów oraz analizy numerycznej opartej na algorytmie korelacyjnym oraz algorytmie odwrotnej transformaty Laplace'a na przykładzie głębokich centrów defektowych wykrytych w warstwie epitaksjalnej 4H-SiC.

EN

A new capacitance transient spectroscopy measurement system has been set up based on a capacitance meter. The acquisition of capacitance transients has allowed the application of advanced numerical methods which make obtaining two-dimensional spectral surfaces possible. These surfaces enable the determination of the temperature dependences of the emission rates of charge carriers related to deep defect levels. As a result, the electrical parameters of detected traps are likely to be specified with higher precision and resolution than when using the DLS-81 spectrometer. The present paper describes the design, construction and start up of the new measurement system for the characterization of defect centers by means of the deep level transient spectroscopy method with exemplary test results and a numerical analysis based on the correlation algorithm and the inverse Laplace transform algorithm for deep defect centers detected in the 4H-SiC epitaxial layer.

Słowa kluczowe

PL

DLTS; centra defektowe; SiC

EN

DLTS; defect centers; SiC

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 41, nr 3
• Strony: 9--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Kozubal M.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

autor

Pawłowski M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Pawłowski M.

• Wydział Fizyki, Politechnika Warszawska, Koszykowa 75, 00-662, Warszawa

autor

Brzozowski M.

• Wydział Fizyki, Politechnika Warszawska, Koszykowa 75, 00-662, Warszawa

Bibliografia

• [1] Lang D. V.: Deep-level transient spectroscopy: A new method to characterize traps in semiconductors, J. Appl. Phys., 1974, 45, 3023
• [2] Sah C. T., Forbes L., Rosier L. L., Tasch Jr. A. F.: Thermal and optical emission and capture rates and cross sections of electrons and holes at imperfection centers in semiconductors from photo and dark junction current and capacitance experiments, Solid State Electron., 1970, 13, 759
• [3] Kozubal M.: Wpływ zawartości płytkich domieszek na właściwości i koncentrację głębokich centrów defektowych w monokryształach SiC, rozprawa doktorska, Warszawa, 2011
• [4] Kruszewski P.: Bariery energetyczne w procesach zmiany stanu ładunkowego półprzewodnikowych nanokropek kwantowych systemu InAs/GaAs, rozprawa doktorska, Warszawa, 2010
• [5] Dobaczewski L. et al.: Laplace transform deep-level transient spectroscopic studies of defects in semiconductors, J. Appl. Phys., 1994, 76, 194
• [6] Provencher S. W.: Contin: A general purpose constrained regularization program for inverting noisy linear algebraic and integral equations, Comp. Phys. Communications, 1982, 27, 213
• [7] Weese J.: A reliable and fast method for the solution of Fredhol integral equations of the first kind based on Tikhonov regularization, Comp. Phys. Communications, 1992, 69, 99
• [8] Research Institute for Technical Physics of the HAS, Deep Level Spectrometer Manual, MTA MFKI, 1981
• [9] Pawłowski M.: Obrazowanie struktury defektowej materiałów półizolujących z wykorzystaniem niestacjonarnej spektroskopii fotoprądowej, Wydawnictwo WAT, 2007
• [10] Boonton Electronics Corporation, Model 7200 Capacitance Meter Instruction Manual, New Jersey, 1996
• [11] Åström K. J., Hägglund T.: PID Controllers. Theory, Design and Tunning, Instrument Society of America, 1995
• [12] Kamiński P., Kozłowski R., Kozubal M., Miczuga M., Palczewska M., Pawłowski M. G., Pawłowski M.: Investigation of defect levels in 6H-SiC single crystals, Phys. Stat. Sol. C, 2007, 4, 2967
• [13] Dobaczewski L., Kaczor P.: Ionization and capture kinetics of DX centres in AlGaAs and GaSb: approach for a negative-U defect, Semicond. Sci. Technol., 1991, 6, B51 - B57