Måle elektron- og hullkonsentrasjoner i halvledere er avgjørende for å forstå deres elektriske egenskaper. Aksessive målinger hjelper til med å designe og optimalisere elektroniske enheter. Flere teknikker brukes til å bestemme disse bærerkonsentrasjonene effektivt.

Hall Effect Måling

Halleffekten er en vanlig metode for å måle bærekonsentrasjoner. Det innebærer å påføre et magnetfelt vinkelrett på en strøm som flyter gjennom halvlederen. Den resulterende spenning, kjent som Hallspenningen, brukes til å beregne bærertettheten.

Nøkkeltrinnene inkluderer å fremstille en prøve, påføre et magnetfelt og måle Hallspenningen. Bæreren konsentrasjonen er avledet fra Hall-koeffisienten, som vedrører Hall-spenningen til det aktuelle og magnetiske feltet.

Kapasitance-Voltage (C-V) Profilering

C-V profilering brukes hovedsakelig til halvlederforbindelser som dioder og MOS kondensatorer. Den måler kondensansen som en funksjon av påført spenning for å bestemme dopingprofiler og bærerkonsentrasjoner.

Ved å analysere C-V-kurven kan dopingkonsentrasjonen og dermed den frie bærertettheten beregnes. Denne fremgangsmåten er spesielt nyttig for profilering av dybdefordelingen av bærere i halvlederen.

Optisk teknikk

Optiske metoder, som fotoluminescens og absorpsjonsspektroskopi, gir ikke-destruktive måter å estimere bærerkonsentrasjoner på. Disse teknikkene analyserer det utsendte eller absorberede lyset til å avlede elektroniske egenskaper.

For eksempel korrelerer intensiteten av fotoluminescenssignaler med antall fribærere. Disse metodene er nyttige for karakterisering av halvledere uten fysisk kontakt.

Sammendrag av teknikker

  • Hall Effect Måling
  • Capacitance-Voltage Profilering
  • Optisk teknikk