Elektronin ja reiän pitoisuuksien mittaaminen puolijohteissa on olennaista niiden sähköisten ominaisuuksien ymmärtämisessä. Tarkkojen mittausten avulla voidaan suunnitella ja optimoida elektronisia laitteita. Näitä kantoainepitoisuuksia voidaan määrittää tehokkaasti useilla tekniikoilla.

Hall-tehon mittaus

Hall-vaikutus on yhteinen menetelmä mitattaessa kantoainepitoisuuksia. Se tarkoittaa magneettikentän soveltamista kohtisuorassa virran virtaa kautta puolijohde. Tuloksena jännite, joka tunnetaan Hall-jännitteenä, käytetään laskettaessa kantoaine tiheys.

Keskeisiä vaiheita ovat näytteen valmistelu, magneettikentän soveltaminen ja Hall-jännitteen mittaaminen. Taimen konsentraatio johdetaan Hall-kertoimesta, joka liittyy Hall-jännitteen virta- ja magneettikenttään.

Kapasitanssi-voltage (C-V) Profilointi

C-V profilointia käytetään pääasiassa puolijohdeliitoksissa, kuten diodeissa ja MOS-kondensaattoreissa. Se mittaa kapasitanssia käytetyn jännitteen funktiona dopingprofiilien ja kantoainepitoisuuksien määrittämiseksi.

Analysoimalla C-V-käyrän, dopingpitoisuuden ja siten vapaan kantoaineen tiheyden voidaan laskea. Tämä menetelmä on erityisen hyödyllinen profiloimaan kantoaineiden syvyysjakaumaa puolijohdejärjestelmässä.

Optiset tekniikat

Optiset menetelmät, kuten fotoluminesenssi ja absorptiospektroskopia, tarjoavat ei-tuhoava tapoja arvioida kantoainepitoisuuksia. Nämä tekniikat analysoivat säteilevän tai absorboidun valon päätellä elektronisia ominaisuuksia.

Esimerkiksi valonluminesenssisignaalien intensiteetti korreloi vapaiden kantolaitteiden määrän kanssa. Nämä menetelmät ovat hyödyllisiä puolijohdekomponenttien luonnehdinnan kannalta ilman fyysistä kosketusta.

Tekniikan yhteenveto

  • Hall-tehon mittaus
  • Kapasitanssi-voltage Profiling
  • Optiset tekniikat