Het meten van elektronen- en gatconcentraties in halfgeleiders is essentieel voor het begrijpen van hun elektrische eigenschappen. Nauwkeurige metingen helpen bij het ontwerpen en optimaliseren van elektronische apparaten. Verschillende technieken worden gebruikt om deze draagconcentraties effectief te bepalen.

Meting van het Hall Effect

Het Hall-effect is een veel gebruikte methode om de draagasconcentraties te meten. Het gaat om het aanbrengen van een magnetisch veld loodrecht op een stroom die door de halfgeleider stroomt. De resulterende spanning, bekend als de Hall-spanning, wordt gebruikt om de draagasdichtheid te berekenen.

De belangrijkste stappen zijn het voorbereiden van een monster, het toepassen van een magnetisch veld, en het meten van de Hall spanning. De dragerconcentratie is afgeleid van de Halcoëfficiënt, die de Hall spanning met de stroom en het magnetische veld verbindt.

Capaciteits-voltage (C-V) Profilering

C-V profilering wordt voornamelijk gebruikt voor halfgeleiderverbindingen zoals diodes en MOS-condensatoren. Het meet de capaciteit als functie van de toegepaste spanning om dopingprofielen en dragerconcentraties te bepalen.

Door de C-V curve te analyseren, kan de dopingconcentratie en bijgevolg de vrije carrierdichtheid worden berekend. Deze methode is bijzonder nuttig voor het profileren van de diepteverdeling van dragers in de halfgeleider.

Optische technieken

Optische methoden, zoals fotoluminescentie en absorptiespectroscopie, bieden niet-destructieve manieren om de concentraties van dragers te schatten. Deze technieken analyseren het uitgestraalde of geabsorbeerde licht om elektronische eigenschappen te verkrijgen.

De intensiteit van fotoluminescentiesignalen correleert bijvoorbeeld met het aantal vrije dragers. Deze methoden zijn nuttig voor het karakteriseren van halfgeleiders zonder fysiek contact.

Samenvatting van technieken

  • Meting van het Hall Effect
  • Capaciteits-voltage-profilering
  • Optische technieken