Удк 621. 382. Контроль зарядового состояния системы диэлектрик полупроводник методом динамического конденсатора icon

Удк 621. 382. Контроль зарядового состояния системы диэлектрик полупроводник методом динамического конденсатора




Скачати 34.38 Kb.
НазваУдк 621. 382. Контроль зарядового состояния системы диэлектрик полупроводник методом динамического конденсатора
Дата30.06.2013
Розмір34.38 Kb.
ТипДокументи

УДК 621.382.

КОНТРОЛЬ ЗАРЯДОВОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ДИЭЛЕКТРИК - ПОЛУПРОВОДНИК МЕТОДОМ ДИНАМИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА

Ю. С. Жарких, С. В. Лысоченко, О. В. Третяк.

Институт высоких технологий Киевского национального университета имени Тараса Шевченко, yurzhar@gmail.com

Системы, состоящие из полупроводника, покрытого слоем диэлектрика, широко используются для создания как фотовольтаических, так и сенсорных устройств [1]. Принципиально важные для работы таких устройств физические явления происходят в приповерхностной области полупроводника на границе раздела с диэлектриком. Для управления ходом потенциала в этой области предлагается применить осаждение заряда на диэлектрик, контролируя его величину бесконтактным методом динамического конденсатора.

В исследованиях применяли кремниевые пластины p-типа, покрытые термическими окисными слоями разной толщины (2 – 100 нм). Для осаждения заряда пластину помещали на столик с устройством передвижения вдоль одной координаты. Параллельно поверхности столика на расстоянии (3 – 5 см) был растянут проволочный электрод. На него подавали напряжение (2 – 3 кВ) и вокруг электрода возникал коронный разряд. Пластину перемещали под электродом с небольшой скоростью (0,3 – 0,6 см/с). Затем снимали распределение потенциала V по ее диаметру методом динамического конденсатора [2]. Значение потенциала в каждой точке поверхности определяли дважды: без освещения Vт и с освещением Vс пластины лазером (0,63 мкм). Такие действия (протяжки пластин и измерения V) повторяли многократно, сначала при одном, а далее при другом знаках напряжения на электроде.



Рис. 1 − Результаты исследований структуры с толщиной диэлектрика d=8,8нм

Результаты исследований структуры с толщиной диэлектрика d=8,8нм, показаны на рисунке 1. На оси абсцисс дано число «протяжек» - , после которых измерены значения , показанные на оси ординат. Точки ● и ○ соответствуют величинам Vт и Vс, полученным усреднением значений по всей линии измерения.

Зависимости на рисунке показывают изменения напряжения на динамическом конденсаторе ^ V при осаждении заряда Qd на поверхность SiO2. Если после одной «протяжки» поверхностная плотность заряда возрастает на величину Qd1, то величины заряда, соответствующие n делениям шкалы абсцисс Qdn= n∙Qd1. Связь между V и Qd, рассчитанная в [2], дается формулой:

,

где –диэлектрическая проницаемость SiO2, – электрическая постоянная.

В соответствии с этой формулой зависимость V(Qd) является линейной, что согласуется с результатами экспериментальных исследований, показанными на рисунке. Близкое к линейному возрастание отрицательных значений V наблюдается при осаждении положительного заряда с увеличением n от 1 до 10. После смены знака осаждаемого заряда Qd на отрицательный (n=11-18), значения V изменяются в обратном порядке. Величины заряда Qd1, рассчитанные по наклонам зависимостей V(Qd) на участках с n<10 и n>10 составили 5,2 и 5,9∙1011ед./см2 соответственно.

Сравнивая зависимости Vт(n) и Vс(n) (см. рис.) можно видеть, что, начиная с n>3, появляется различие между значениями V, измеренными на свету и в темноте (Vс-Vт> 0). Оно обусловлено возникновением фото ЭДС, которая, в принципе, проявляется только при инверсионном изгибе зон на поверхности полупроводника. Следовательно, при увеличении плотности осажденного положительного заряда Qd, в точке n=3 происходит переход от плоских зон на поверхности к инверсии, а в точке n=17 изменение изгиба зон происходит в обратном порядке. Отметим, что с ростом величины n фото ЭДС сначала увеличивается, а при n>6 принимает постоянное значение (Vс-Vт≈0,3В). Это свидетельствует о переходе в область сильной инверсии, где сравнительно большие изменения заряда не приводят к заметному влиянию на поверхностный потенциал.


Выводы

1. Предложенная методика дает возможность проводить исследования характеристик базовых компонентов сенсоров и фотоприборов еще до создания готовых устройств.

2. Результаты исследований могут быть применены для отработки технологических приемов по улучшению параметров приборов (повышению КПД источников фото ЭДС или чувствительности сенсоров).


ЛИТЕРАТУРА

1. Скришевський В.А. Фізичні основи напівпровідникових хімічних сенсорів: навчальний посібник для студ. вищих навч. закладів. – ВПЦ «Київський університет», 2006. – 190 с.

2. Жарких Ю.С. Об использовании метода КРП для исследования поверхности полупроводника /Ю.С. Жарких, А.Д. Евдокимов, Ю.Г. Полтавцев // Электронная техника, Серия 6, Материалы. – 1983. – Выпуск 9 (182). – с. 67-71.

Схожі:

Удк 621. 382. Контроль зарядового состояния системы диэлектрик полупроводник методом динамического конденсатора iconУдк 621. 314 Замкнутые системы формирования требуемых нагрузочных режимов в системах динамического нагружения
Замкнутые системы формирования требуемых нагрузочных режимов в системах динамического нагружения
Удк 621. 382. Контроль зарядового состояния системы диэлектрик полупроводник методом динамического конденсатора iconУдк 621. 313 Микропроцессорный комплекс энергомониторинга качества
Поэтому экономически оправдана необходимость полного исчерпания ресурсных возможностей эд, что требует разработки систем объективного...
Удк 621. 382. Контроль зарядового состояния системы диэлектрик полупроводник методом динамического конденсатора iconУдк 621. 315. 592 Структура іто/InSe, отримана методом спрей-піролізу

Удк 621. 382. Контроль зарядового состояния системы диэлектрик полупроводник методом динамического конденсатора iconУдк 621. 315. 592 рекомбінаційні характеристики кремнієвих шарів, отриманих методом газодетонаційного осадження
М.І. Клюй, В. П. Темченко, А. В. Макаров, В. Б. Лозінський, Л. В. Авксентьєва, С. В. Литвиненко1
Удк 621. 382. Контроль зарядового состояния системы диэлектрик полупроводник методом динамического конденсатора iconУдк 621. 19 А. М. Карпаш проблеми безконтактного контролю підземних нафтопроводів на територіях нафтоперекачувальних станцій
Ключові слова: контроль, підземні нафтопроводи, ізоляція, глибина залягання, технічний стан, траса
Удк 621. 382. Контроль зарядового состояния системы диэлектрик полупроводник методом динамического конденсатора iconО. С. Попова Виходець Олександр Анатолійович удк 621. 396. 97: 621. 969. 975. 3
Удосконалення аналого-цифрової системи синхронного стереофонічного радіомовлення
Удк 621. 382. Контроль зарядового состояния системы диэлектрик полупроводник методом динамического конденсатора iconУдк 621. 92. Хороманская О. Г. (Украина) Основные положения методологии проектирования системы государственного регулирования
Основные положения методологии проектирования системы государственного регулирования
Удк 621. 382. Контроль зарядового состояния системы диэлектрик полупроводник методом динамического конденсатора iconУдк 621. 92. Хороманская О. Г. (Украина) Основные положения методологии проектирования системы государственного регулирования
Основные положения методологии проектирования системы государственного регулирования
Удк 621. 382. Контроль зарядового состояния системы диэлектрик полупроводник методом динамического конденсатора iconМониторинг технического состояния воздушных судов ил-76 в процессе эксплуатации
Рассмотрены основные задачи мониторинга технического состояния воздушных судов в рамках системы управления качеством для поддержания...
Удк 621. 382. Контроль зарядового состояния системы диэлектрик полупроводник методом динамического конденсатора iconУдк 621. 313. 2 К вопросу усовершенствования систем диагностики машин постоянного тока
Решить проблему своевременного выявления и предупреждения неисправностей в электромеханических системах и повысить уровень автоматизации...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи