182777. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezetők és szigetelők töltött energiaállapotainak meghatározására a mély nívók tranziens spektroszkópiájával és berendezés az eljárás foganatosítására
182.777 A találmány tárgya eljárás félvezetők és szigetelők töltött energiaállapotainak meghatározására a mély nivók tranziens spektroszkópiája módszerével, amelyet közismerten OLTS Módszernek neveznek /Deep Level Transient Spectroscopy/. A találmány tárgyát képezi ezenkívül az eljárás foganatosítására alkalmas berendezés is, amely mindkét fenti módszer szerinti mérések végzésére alkalmas. Félvezetők és szigetelők - itt elsősorban a félvezetőket bevonó oxidrétegre gondolunk - töltött energiaállapotainak meghatározása a félvezető kutatás Ó3 gyártás alapvető feladata, hiszen ezek az energiaállapotok /a mély nivók/ alapvetően meghatározzák a félvezető eszközök tulajdonságait. A mély nivók gyors vizsgálatára az első elterjedt módszert D.V. Lang /J Appl. Phys. 45* 5025-3032. 197V vezette be és módszerét DLTS eljárásnak /Mély Nivók Tranziens Spektroszkópiája/ nevezte el. A módszert első megvalósításában kapacitás tranziensek detektálására használták, majd B.W. Weasel /J.Appl.Phys. 47, 1131-1133» 1970/ áramtranziensek DLTS eljárás szerinti mérését is megvalósította. A két detektálási módszer elvi azonosságát J.A. Borsuk és B.M. Swansen /IEEE Trans. Electron. Div. SD-27* 2217-2225, 1980/ taglalja, azonban anyagrendszerektől függően az egyik vagy másik módszer relativ előnyöket nyújt. Az eredeti Lang féle megoldás a tranziens jelek átlagolására kettős box-car integrátort használt. E módszer továbbfejlesztésére először L.C. Kimerling javasolta /IEEE Trans. Nud. Sei. NS-23i 1976/ lock-in erŐ3itő használatát jel átlagolásra. A lock-in erősitő elvileg jobb jel/zaj viszonyt biztosit, azonban az ott leirt felhasználás szerint pontossága és megbízhatósága még nem kielégítő. A hiányosságok elemzését D.S. Day és társai adtak meg /J.Appl. Phys. 50, 5093-5098- 1979/. A pontosság növelésére speciális időzítést- és szélessávú lock-in erősítő használatát javasolták a 1439/80 a.sz. magyar szabadalmi bejelentésben. Abból a célból, hogy a különböző ismétlési frekvenciák mellett végzett mérések egybevethetőségét biztosítsák, az idézett 1439/80 sz. magyar szabadalmi bejelentésnél a gerjesztő impulzusok ismétlési frekvenciájától függetlenített fázisbeállitást alkalmaztak. A gerjesztő impulzusok ideje alatt, valamint egy azt követő, a frekvenciától függetlenített fázisszögnek megfelelő holt idő alatt a mérőjel továbbhaladását letiltották és a lock-in erősitő négyszögjelét a holt idő befejeződést időpontjához szinkronizálták. A holt idő nagyságát a mérőegység átkapcsolás! tranziens jelenségei lezajlásának hosszától függően választották meg. Az ott közölt meggondolás szerint a holt idő hosszának a mérőegység /detektor/ válaszidejéhez képest mintegy tizenötszörösnek kellett lennie, mert ennyi idő alatt a tranziens az eredeti érték 10“5-saereséré cseng le. I- lyen mértékű kivárás mellett tudták csak a megkívánt pontosságot elérni. Ha figyelembe vesszük, hogy a tranziens jelenségek ideje /a detektor válaszideje/ jellegzetesen 5 /us körül van, akkor a holt idő legkisebb értéke 75 /us-ra adódott. A gerjesztő impulzus és a holt idő együttes időtartama ugyancsak pontossági meggondolásokból nem lehet nagyobb a gerjesztő impulzusok periódusidejének 10 %-ánál. igy a gerjesztő impulzusok ismétlődési periódusideje még végtelenül rövid időtartamú impulzusok választása esetében sem lehetett 750 /us-nál rövidebb. A 2
