JPH01166533A - フォトキャパシタンス測定装置 - Google Patents
フォトキャパシタンス測定装置Info
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- JPH01166533A JPH01166533A JP32590087A JP32590087A JPH01166533A JP H01166533 A JPH01166533 A JP H01166533A JP 32590087 A JP32590087 A JP 32590087A JP 32590087 A JP32590087 A JP 32590087A JP H01166533 A JPH01166533 A JP H01166533A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光を用いて半導体結晶中の深い準位を測定す
る装置に関し、その深い準位が光励起によって変化して
しまう準位をも正確に測定し、評価できる装置に関する
。
る装置に関し、その深い準位が光励起によって変化して
しまう準位をも正確に測定し、評価できる装置に関する
。
光を用いて半導体結晶中の深い準位を測定する装置とし
ては （１）光照射開始を始点として時間に対応する装置の出
力値の時系列データを得て、近似計算によって深い準位
からの電子あるいは正孔の放出確率”ｎ＋１）を得る。
ては （１）光照射開始を始点として時間に対応する装置の出
力値の時系列データを得て、近似計算によって深い準位
からの電子あるいは正孔の放出確率”ｎ＋１）を得る。
（２）光照射後の、測定装置の出力値の最終安定値を得
る。
る。
の２種類の測定結果を得る測定装置があった。
上記（１）の例は例えばフォトキャパシタンス法の過渡
応答値を測定する装置であって、ｐｎ接合や金属−半導
体接合からなる試料の空乏層中に存在する深い単位が、
その光学的活性化エネルギーに対応する光の照射によっ
て、イオン化あるいは中性化してゆくのに伴う接合容量
やバイアス電圧値の過渡応答値からｅｏｎｌｐを得る。
応答値を測定する装置であって、ｐｎ接合や金属−半導
体接合からなる試料の空乏層中に存在する深い単位が、
その光学的活性化エネルギーに対応する光の照射によっ
て、イオン化あるいは中性化してゆくのに伴う接合容量
やバイアス電圧値の過渡応答値からｅｏｎｌｐを得る。
ｅＯｎ。
は照射光量Ｎｐｈと捕獲断面積σｏ、、ｐとｅ０ｎ１ｐ
＝σ’ｎ、ｐ Ｘ Ｎｐｈの関係があるから、照射光
量が分れば深い準位のσｎ、ｐが求まることになる。励
起方法が熱励起である場合には、いわゆるＤＬＴＳ法に
なる。
＝σ’ｎ、ｐ Ｘ Ｎｐｈの関係があるから、照射光
量が分れば深い準位のσｎ、ｐが求まることになる。励
起方法が熱励起である場合には、いわゆるＤＬＴＳ法に
なる。
上記（２）の例は通常のフォトキャパシタンス測定装置
やフォトルミネセンス測定装置等である。
やフォトルミネセンス測定装置等である。
半導体結晶中の通常の深い準位を対象とする場合は、例
えば光容量法（フォトキャパシタンス法）でｎ型半導体
中のドナー準位を評価する場合は光励起によって、電子
で充たされていて中性状態にあったドナー学位がイオン
化されて正電荷１こ変化するのに伴って、例えば接合容
全定常状態の値Ｃｓに漸近して、その値から深い準位密
度Ｎｔ力碍られる。ところが例えばＧａＡｓ結晶中のＥ
Ｌ２準位は、特定の温度以下では光照射によって１−ｅ
ｔ／Ｖの形の単純な過渡応答を示さず、−度接合容量が
増加した後に、漸減するという過渡応答を示し、しかも
それは、ｅいの関数形にならず、従来データの出力形式
（１）、（２）によって評価する事ができない。この現
象は深い準位が光励起によってその欠陥形態を変化させ
てしまうために生じると考えられＧａ Ａｓ結晶中のＥ
Ｌ２準位のみに見られる現象ではなく他の重要な深い準
位でも観察されている。加えて本発明の対象である光容
量法では、例えばｎ型半導体中の深いドナー準位の場合
には、十分完全に電゛子で充たされて中性状態になった
準位からの光を得てから光励起する方法が必要である。
えば光容量法（フォトキャパシタンス法）でｎ型半導体
中のドナー準位を評価する場合は光励起によって、電子
で充たされていて中性状態にあったドナー学位がイオン
化されて正電荷１こ変化するのに伴って、例えば接合容
全定常状態の値Ｃｓに漸近して、その値から深い準位密
度Ｎｔ力碍られる。ところが例えばＧａＡｓ結晶中のＥ
Ｌ２準位は、特定の温度以下では光照射によって１−ｅ
ｔ／Ｖの形の単純な過渡応答を示さず、−度接合容量が
増加した後に、漸減するという過渡応答を示し、しかも
それは、ｅいの関数形にならず、従来データの出力形式
（１）、（２）によって評価する事ができない。この現
象は深い準位が光励起によってその欠陥形態を変化させ
てしまうために生じると考えられＧａ Ａｓ結晶中のＥ
Ｌ２準位のみに見られる現象ではなく他の重要な深い準
位でも観察されている。加えて本発明の対象である光容
量法では、例えばｎ型半導体中の深いドナー準位の場合
には、十分完全に電゛子で充たされて中性状態になった
準位からの光を得てから光励起する方法が必要である。
従ってその初期荷電状態を現わすＹ ｏ （ｎｏ ｓ
ｈＹ３）の出力が必要となり、結局少なくとも （１）初期化後の光照射前の出力値 （２）光照射後の出力値の極大値と最終安定値の差（３
）光照射後の出力値と光照射前の出力値の差の出力が必
要であるが、従来これらのデータを出力す多装層はなく
、ＧａＡｓ中のＥＬ２準位等のように光励起で欠陥準位
が異なる深い準位を正確に評価する装置はなかった。
ｈＹ３）の出力が必要となり、結局少なくとも （１）初期化後の光照射前の出力値 （２）光照射後の出力値の極大値と最終安定値の差（３
）光照射後の出力値と光照射前の出力値の差の出力が必
要であるが、従来これらのデータを出力す多装層はなく
、ＧａＡｓ中のＥＬ２準位等のように光励起で欠陥準位
が異なる深い準位を正確に評価する装置はなかった。
本発明では、光励起で欠陥準位が変化するような深い準
位を評価するために、そのメカニズムの考察に基づいて
、光照射後の接合容量あるいは、一定容全法による測定
法では接合バイアス電圧の過渡応答値を検索し、その極
大値と最終的な安定値との差を記録するとともに、深い
準位の荷電状態の初期化が行なわれているかを確認する
ために、初期化後の光照射前の接合容量値または接合バ
イアス電圧値も記録し、更に正確な深い準位密度に対応
する量を得るために光照射後の接合容量値又は接合バイ
アス電圧値と光照射前の値との差を記録する装置を設け
る。
位を評価するために、そのメカニズムの考察に基づいて
、光照射後の接合容量あるいは、一定容全法による測定
法では接合バイアス電圧の過渡応答値を検索し、その極
大値と最終的な安定値との差を記録するとともに、深い
準位の荷電状態の初期化が行なわれているかを確認する
ために、初期化後の光照射前の接合容量値または接合バ
イアス電圧値も記録し、更に正確な深い準位密度に対応
する量を得るために光照射後の接合容量値又は接合バイ
アス電圧値と光照射前の値との差を記録する装置を設け
る。
このように構成されたフォトキャパシタンス測定装置で
、多数キャリア注入して光照射する前の接合容量値また
は接合バイアス電圧値を光エネルギー値ｈｖ＋に対して
記録する事により、ｈｙ＋−１の光照射Ｉこよって励起
された深い準位が初期化され、常に一定の初期荷電状態
からの励起が行われているか否かが分る。また光照射後
の接合容量値又は接合バイアス電圧値の過渡応答値を検
索して、その極大値と最終安定値の差を得るという事は
、例えばＧａＡｓ中のＥＬ２準位のように光励起によっ
てその基底状態から励起状態へ準位が変化してしまう準
位において代極大値は基底状態のイオン化した準位とＥ
Ｌ２以外の準位のイオン化した準位の加えられた全にな
り、最終安定値はＥＬ２以外の準位のイオン化した準位
となるから両者の差がＥＬ２準位の基底状態の密度に対
応する量となる。また、光照射後の接合容量、ス１；接
合バイアス電圧値と、光照射前の値との差を記録する事
により、真に初期化された深い準位密度を得る事ができ
る。
、多数キャリア注入して光照射する前の接合容量値また
は接合バイアス電圧値を光エネルギー値ｈｖ＋に対して
記録する事により、ｈｙ＋−１の光照射Ｉこよって励起
された深い準位が初期化され、常に一定の初期荷電状態
からの励起が行われているか否かが分る。また光照射後
の接合容量値又は接合バイアス電圧値の過渡応答値を検
索して、その極大値と最終安定値の差を得るという事は
、例えばＧａＡｓ中のＥＬ２準位のように光励起によっ
てその基底状態から励起状態へ準位が変化してしまう準
位において代極大値は基底状態のイオン化した準位とＥ
Ｌ２以外の準位のイオン化した準位の加えられた全にな
り、最終安定値はＥＬ２以外の準位のイオン化した準位
となるから両者の差がＥＬ２準位の基底状態の密度に対
応する量となる。また、光照射後の接合容量、ス１；接
合バイアス電圧値と、光照射前の値との差を記録する事
により、真に初期化された深い準位密度を得る事ができ
る。
以下実施例において、ＴｅｄＯｐｅのｎ型Ｇａ Ａｓ基
板結晶を一定容量法によるフォトキャパシタンス装置に
よって測定した結果を例に詳しく述べる。一定容量法に
よるフォトキャパシタンス測定では、被測定領域である
空乏層の容量が常に一定値に保持され、光による深い準
位の荷電量変化をバイアス電圧の変化（△Ｖｐｈ）とし
てとらえるもので、測定中に空乏層幅が不変であるとい
う優れた特徴をもつものである。
板結晶を一定容量法によるフォトキャパシタンス装置に
よって測定した結果を例に詳しく述べる。一定容量法に
よるフォトキャパシタンス測定では、被測定領域である
空乏層の容量が常に一定値に保持され、光による深い準
位の荷電量変化をバイアス電圧の変化（△Ｖｐｈ）とし
てとらえるもので、測定中に空乏層幅が不変であるとい
う優れた特徴をもつものである。
まず、光エネルギーｈｖ３のところで、前述したように
暗所で多数キャリア注入する事で１例えばｎ型Ｇａ Ａ
ｓ結晶中の深いドナー準位のような多数キャリアトラッ
プを電子で満す。この時間と電流密度は、深い準位の性
質によって変化し、例えば実施例では７７Ｋにおいて、
２５ ｍＡ／ｃｍ”を６０秒流している。その後暗所に
おいて、−定容量制御に移行し放置していると、測定温
度において熱励起される比較的浅い準位の励起によって
接合バイアス値Ｖｄは、やはり１ ６ｔ／ｉ型の関数形
で、最終的に定常値Ｖｄ５（ｔ（２）、ｈＶｊ）に達す
る。その後光エネルギーｈｖ）の光を照射すると、その
エネルギー値１こ相当する深い準位の光励起が生じ、接
合バイアス電圧がある過渡応答を示しながら、同じく定
常値に達する。この過渡応答チー ｙ ヲＶｐｈ （ｔ
ｉ 、 ｈｙｊ）とし、定常値をＶｐｂｓ（ｔ〜、ｈｙ
ｊ）とする。通常この過渡応答は１ ６１．／ｒの関数
形となる。第１図にこの過渡応答の例を示す。本実施例
では、上記の暗所で多数キャリア注入をおこなう測定サ
イクルをＰＨＡＳＥＯ。
暗所で多数キャリア注入する事で１例えばｎ型Ｇａ Ａ
ｓ結晶中の深いドナー準位のような多数キャリアトラッ
プを電子で満す。この時間と電流密度は、深い準位の性
質によって変化し、例えば実施例では７７Ｋにおいて、
２５ ｍＡ／ｃｍ”を６０秒流している。その後暗所に
おいて、−定容量制御に移行し放置していると、測定温
度において熱励起される比較的浅い準位の励起によって
接合バイアス値Ｖｄは、やはり１ ６ｔ／ｉ型の関数形
で、最終的に定常値Ｖｄ５（ｔ（２）、ｈＶｊ）に達す
る。その後光エネルギーｈｖ）の光を照射すると、その
エネルギー値１こ相当する深い準位の光励起が生じ、接
合バイアス電圧がある過渡応答を示しながら、同じく定
常値に達する。この過渡応答チー ｙ ヲＶｐｈ （ｔ
ｉ 、 ｈｙｊ）とし、定常値をＶｐｂｓ（ｔ〜、ｈｙ
ｊ）とする。通常この過渡応答は１ ６１．／ｒの関数
形となる。第１図にこの過渡応答の例を示す。本実施例
では、上記の暗所で多数キャリア注入をおこなう測定サ
イクルをＰＨＡＳＥＯ。
暗所で一定容量制御のもとでＶｄを求める測定サイクル
をＰＨＡＳＥＩ＋して光照射しテＶｐｈ（ｔｉ。
をＰＨＡＳＥＩ＋して光照射しテＶｐｈ（ｔｉ。
ｈＶｊ ） を求める測定サイクルをＰＨＡＳＥ２と
してそれぞれの記録装置に記録する。設定容量、試料温
度照射光量等の一連のデータは、各光エネルギー毎に上
記３つのＰＨＡＳＥ毎に格納される。
してそれぞれの記録装置に記録する。設定容量、試料温
度照射光量等の一連のデータは、各光エネルギー毎に上
記３つのＰＨＡＳＥ毎に格納される。
加えて、前述したように、ＧａＡｓ中のＥＬ２１位のよ
うに光励起によってその基底状態から励起状態に変化し
てしまう準位については、Ｖｐｈ（ｊ＋。
うに光励起によってその基底状態から励起状態に変化し
てしまう準位については、Ｖｐｈ（ｊ＋。
ｈｖｊ）であられされる過渡応答は第２図のよう１こ、
光照射とともに初めＶｐｈが急激に増加し、その後４シ Ｖｐｈは漸減する。本発明の目的の１つは、このような
欠陥準位をも評価する事である。この場合過渡応答デー
タＶｐｈ （ｔｉ、 ｈｙＪ）を検索して各光エネルギ
ーに対しテＶｐｈＭ（ｔＭ、 ｈＶｊ ） ＞Ｖｐｈ
（ｔＬ ”ｊ）なるＶｐｈＭ（ｔｖ、ｈν」）を得るか
、又は測定中に順次ｖｐｈ （ｔｔ、 ｈｙＪ）を比較
シテユキ、ＶｐｈＭ（ｔｕ、 ｈｖｊ） ’ｌｔ 得
る。結局最終的に得られるフォトキャパシタンス測定装
置の記録フォーマットは１つの光エネルギーに対し、表
１に示すようにφから、例えば５までの５つのＰＨＡＳ
Ｅが与えられる。
光照射とともに初めＶｐｈが急激に増加し、その後４シ Ｖｐｈは漸減する。本発明の目的の１つは、このような
欠陥準位をも評価する事である。この場合過渡応答デー
タＶｐｈ （ｔｉ、 ｈｙＪ）を検索して各光エネルギ
ーに対しテＶｐｈＭ（ｔＭ、 ｈＶｊ ） ＞Ｖｐｈ
（ｔＬ ”ｊ）なるＶｐｈＭ（ｔｖ、ｈν」）を得るか
、又は測定中に順次ｖｐｈ （ｔｔ、 ｈｙＪ）を比較
シテユキ、ＶｐｈＭ（ｔｕ、 ｈｖｊ） ’ｌｔ 得
る。結局最終的に得られるフォトキャパシタンス測定装
置の記録フォーマットは１つの光エネルギーに対し、表
１に示すようにφから、例えば５までの５つのＰＨＡＳ
Ｅが与えられる。
〔表１〕
各ＰＨＡＳＥに、ＰＨＡＳＥ番号（φ〜５）、測定時間
τＭ、光エネルギー値ｈｖｊ、設定容量値Ｃ５ｅｔ 、
バイアス電圧値、照射光量値Ｎｐｈ 、測定温度ＴＭ、
バｔ イアスミ正値からＮ丁＝−ｗζ−・６Ｖｐｈで換算され
る荷電変化ｍＮｔ及び過渡応答データが保存されている
か否かを示す符号（Ｔ ｏｒ ｎｏｔｈｉｎｇ） が
記録される。
τＭ、光エネルギー値ｈｖｊ、設定容量値Ｃ５ｅｔ 、
バイアス電圧値、照射光量値Ｎｐｈ 、測定温度ＴＭ、
バｔ イアスミ正値からＮ丁＝−ｗζ−・６Ｖｐｈで換算され
る荷電変化ｍＮｔ及び過渡応答データが保存されている
か否かを示す符号（Ｔ ｏｒ ｎｏｔｈｉｎｇ） が
記録される。
バイアス電圧値の値には、ＰＨＡＳＥφでは暗所で多数
キャリア注入をするために印加された順バイアス電圧値
又は、順バイアス電流値が代入される。ＰＨＡＳＥｌで
は多数キャリア注入後の暗所において平衡したバイアス
値Ｖｄｓ （ｔｅａ、ｈｙｊ）、ＰＨＡＳＥ２では前述
したように光を照射した後のフォトキャパシタンス過渡
応答の最大値ＶｐｈＭ（ｔＭ ５ｈｖｊ）と定常値Ｖｐ
ｈｓ（ｔｏ＝、ｈｙｊ）との差、ＰＨＡＳ Ｅ ３には
前述のＶｐｈｓ： （ｔｗ 、 ｈＶｊ）、ＰＨＡＳＥ
４にはフォトキャパシタンス過渡応・答の最大値、ＰＨ
ＡＳＥ５にはフォトキャパシタンス過渡応答の最小値が
それぞれ代入される。
キャリア注入をするために印加された順バイアス電圧値
又は、順バイアス電流値が代入される。ＰＨＡＳＥｌで
は多数キャリア注入後の暗所において平衡したバイアス
値Ｖｄｓ （ｔｅａ、ｈｙｊ）、ＰＨＡＳＥ２では前述
したように光を照射した後のフォトキャパシタンス過渡
応答の最大値ＶｐｈＭ（ｔＭ ５ｈｖｊ）と定常値Ｖｐ
ｈｓ（ｔｏ＝、ｈｙｊ）との差、ＰＨＡＳ Ｅ ３には
前述のＶｐｈｓ： （ｔｗ 、 ｈＶｊ）、ＰＨＡＳＥ
４にはフォトキャパシタンス過渡応・答の最大値、ＰＨ
ＡＳＥ５にはフォトキャパシタンス過渡応答の最小値が
それぞれ代入される。
このようにしてなされたフォトキャパシタンスデータフ
ァイルの内容の例を表２に示す。
ァイルの内容の例を表２に示す。
１２００ ６４ １．２５ −１．００ ＋１．０
００ −ＩＥＯＯ７７，０−ＩＥＯＯ＋２１１ ３６５
１．２５ ４８０．００ −１．５００ −ＩＥＯＯ
７７，０−ＩＥＯＯ１２２２２０５ＯＬ２５ ４８０．
００ −Ｑ、１０Ｑ ＩＥ＋１５ ７７．０ −６４
９７ＥＩ４１２３３ ２０５０ １．２５ ４８０．０
０ −１．５２１ １Ｅ＋１６ ７７．０ −１．３
６４Ｅ１４＋２４４ ２０５０ １．２５ ４８０．０
０ −１．６２１ １Ｅ＋１５ ７７．０ −ａ４９
７ＥＩ４１２６５ ２０５０ １．２５ ４８Ｑ、ＯＯ
−１，５０２１Ｅ＋１５ ７７．０ −１．２９９Ｅ
１３１２６０ ６４ １．２６ −１．００ ＋１
．０００ −ＩＥＯＯ７７，０−ＩＥＯＯ１２７１４０
Ｂ １．２６ ４８０．００ −１．５０１ −ＩＥ
ＯＯ７７，０−ＩＥＯＯ〔表２〕 この例のようにアスキーファイル形式にしなくてもよく
、バイナリ−形式で保存してもよいことは言うまでもな
い事である。このデータファイルは表３Ｉこ示す操作テ
ーブルを持つ出力プログラムによって例えば本実施例で
はプロッターによって出力される。
００ −ＩＥＯＯ７７，０−ＩＥＯＯ＋２１１ ３６５
１．２５ ４８０．００ −１．５００ −ＩＥＯＯ
７７，０−ＩＥＯＯ１２２２２０５ＯＬ２５ ４８０．
００ −Ｑ、１０Ｑ ＩＥ＋１５ ７７．０ −６４
９７ＥＩ４１２３３ ２０５０ １．２５ ４８０．０
０ −１．５２１ １Ｅ＋１６ ７７．０ −１．３
６４Ｅ１４＋２４４ ２０５０ １．２５ ４８０．０
０ −１．６２１ １Ｅ＋１５ ７７．０ −ａ４９
７ＥＩ４１２６５ ２０５０ １．２５ ４８Ｑ、ＯＯ
−１，５０２１Ｅ＋１５ ７７．０ −１．２９９Ｅ
１３１２６０ ６４ １．２６ −１．００ ＋１
．０００ −ＩＥＯＯ７７，０−ＩＥＯＯ１２７１４０
Ｂ １．２６ ４８０．００ −１．５０１ −ＩＥ
ＯＯ７７，０−ＩＥＯＯ〔表２〕 この例のようにアスキーファイル形式にしなくてもよく
、バイナリ−形式で保存してもよいことは言うまでもな
い事である。このデータファイルは表３Ｉこ示す操作テ
ーブルを持つ出力プログラムによって例えば本実施例で
はプロッターによって出力される。
〔表３〕
表３中（Ｂ）は、前述した表２のようなデータ並びを持
つデータファイル名であり、 ＴＣ）〜（Ｇ）はプロッ
タ出力フォーマットに関するパラメータの設定であり、
（ｘ）＋；ｔｉｉ？１にしＴｅａに多数キャリア注入後
の暗所における平衡バイアス電圧値Ｖｄａ（ｔ”、ｈｖ
Ｊ）で、ＴＪ）、（Ｋ）は光エネルギーの出力範囲であ
る。１１〜２３はやはりプロッタ出力フォーマットに関
する詳しいパラメータ設定項である。ここで（Ｌ）はＰ
ＨＡＳＥであって、例えば前述したようにφから５まで
の値が代入される。加えて（Ｌ）の項は１バイトデ一タ
操作命令によって解釈されて、２槓の数値、ＭＮの場合
各光エネルギーｈｙ３のＰＨＡＳＥ（Ｍ）とＰ ＨＡ
Ｓ Ｅ （Ｎｌの差がプロッタに出力される。例えば（
Ｌ）の項を「３１」とすると光照射後の定常値Ｖｐｈｓ
（ｔｏｏ、 ｈｖ： ）と多数キャリア注入後の暗所
における平衡バイアス電圧値Ｖｄ５（ｔ”、ｈｙｊ）の
９ｔ Ｖｐｈ５ （ｔａａ、ｈｖｊ） ’ Ｖｄｓ （
ｔ”、ｈＶｊ ） が出力され、これ
は深い準位の光照射による荷電変化量に相当し、−船内
には深い準位密度に対応する。またｔＬ１項２は前述の
ように光エネルギーｈＶｊにおける光照射した後の過渡
応答データの極大値と定常値の差Ｖｐｈｕ （ｔＭ、
ｈＶｊ ） −Ｖｐｈｓ （ｊ−１ｈｙｊ）を出力し、
この値は、前述したようにこの実施例のｎ型Ｑａ Ａｓ
基板結晶の場合は、いわゆるＥＬ−２準位密度に比例す
る量となる。第３図は本実施例の出力データの例であり
、図中ＰＨＡＳＥＩ、２．３１．４１がそれぞれ出力さ
れている。
つデータファイル名であり、 ＴＣ）〜（Ｇ）はプロッ
タ出力フォーマットに関するパラメータの設定であり、
（ｘ）＋；ｔｉｉ？１にしＴｅａに多数キャリア注入後
の暗所における平衡バイアス電圧値Ｖｄａ（ｔ”、ｈｖ
Ｊ）で、ＴＪ）、（Ｋ）は光エネルギーの出力範囲であ
る。１１〜２３はやはりプロッタ出力フォーマットに関
する詳しいパラメータ設定項である。ここで（Ｌ）はＰ
ＨＡＳＥであって、例えば前述したようにφから５まで
の値が代入される。加えて（Ｌ）の項は１バイトデ一タ
操作命令によって解釈されて、２槓の数値、ＭＮの場合
各光エネルギーｈｙ３のＰＨＡＳＥ（Ｍ）とＰ ＨＡ
Ｓ Ｅ （Ｎｌの差がプロッタに出力される。例えば（
Ｌ）の項を「３１」とすると光照射後の定常値Ｖｐｈｓ
（ｔｏｏ、 ｈｖ： ）と多数キャリア注入後の暗所
における平衡バイアス電圧値Ｖｄ５（ｔ”、ｈｙｊ）の
９ｔ Ｖｐｈ５ （ｔａａ、ｈｖｊ） ’ Ｖｄｓ （
ｔ”、ｈＶｊ ） が出力され、これ
は深い準位の光照射による荷電変化量に相当し、−船内
には深い準位密度に対応する。またｔＬ１項２は前述の
ように光エネルギーｈＶｊにおける光照射した後の過渡
応答データの極大値と定常値の差Ｖｐｈｕ （ｔＭ、
ｈＶｊ ） −Ｖｐｈｓ （ｊ−１ｈｙｊ）を出力し、
この値は、前述したようにこの実施例のｎ型Ｑａ Ａｓ
基板結晶の場合は、いわゆるＥＬ−２準位密度に比例す
る量となる。第３図は本実施例の出力データの例であり
、図中ＰＨＡＳＥＩ、２．３１．４１がそれぞれ出力さ
れている。
第３図に示されるように光照射した後の過渡応答データ
の極大値と最終安定値の差の値−行なって△△Ｖｐｈの
値を得ると第４図に示されるように、７５ Ｋ付近で最
大値をとることが明らかとなった。この結果は、ＥＬ２
準位の励起状態から基底状態に多数キャリア注入によっ
て回復させる効率が７５に付近で最大である事を示して
いる。従って少なくともＧａ Ａｓ結晶中のＥＬ２準位
を評価するためには、試料を７５ Ｋ付近に保つ装置と
、１．２５ｅｖ付近の単色光を照射するを備えて、フォ
トキャパシタンス応各の極大値と最終安定値の差を検出
すればよいという事１こなる。
の極大値と最終安定値の差の値−行なって△△Ｖｐｈの
値を得ると第４図に示されるように、７５ Ｋ付近で最
大値をとることが明らかとなった。この結果は、ＥＬ２
準位の励起状態から基底状態に多数キャリア注入によっ
て回復させる効率が７５に付近で最大である事を示して
いる。従って少なくともＧａ Ａｓ結晶中のＥＬ２準位
を評価するためには、試料を７５ Ｋ付近に保つ装置と
、１．２５ｅｖ付近の単色光を照射するを備えて、フォ
トキャパシタンス応各の極大値と最終安定値の差を検出
すればよいという事１こなる。
第５図は上記のような構成で、ｎ＝Ｌ５ ｘ １０ｔｙ
♂のＧａ Ａｓ基板結晶中のＥＬ２準位を比較した例で
ある。ＧａＡｓ結晶中のＥＬ２準位は同じドナー不純物
添加母であっても、結晶の成長方法ｊζよって非常に異
なる事が分る。
♂のＧａ Ａｓ基板結晶中のＥＬ２準位を比較した例で
ある。ＧａＡｓ結晶中のＥＬ２準位は同じドナー不純物
添加母であっても、結晶の成長方法ｊζよって非常に異
なる事が分る。
以上詳しく説明したようにＰＨＡＳＥＩは前述したよう
に多数キャリア注入後の暗所における平衡バイアス電圧
値であり、第３図に示されるようにほとんど一定である
という事から、一定の初期荷電状態からの深い準位の光
励起各側定点で確保されている事が分る。ＰＨＡＳＥ３
１はｖ ｐｈ５（ｔｅａ、ｈＹＪ）Ｖｄｓ （ｔｗ、ｈ
ｖ４ ）の値であり、真の深い準位密度に相当する。従
来技術の出力値はいわばＰＨＡＳＥ３に相当する訳であ
るが、これだけでは初期荷電状態が一定の値から光励起
がおこっているか否か確認されず、保障もされないわけ
であり、真の深い準位密度を現わす事ができない。また
第３図中ＰＨＡＳＥ２は前述のようニｎ −ｔｙｐｅ
Ｇａ Ａｓ結晶ではＥＬ２準位の基底状態から励起状態
へ変化した世、即ち、ＥＬ２準位密度に比例した量とな
るわけであり、約１．０ｅＶから１．５０ｅＶに亘ッテ
存在し、１．２５ｅＶと１．４０ｅＶ （７）２つのエ
ネルギーに極大値を示す事が明瞭に示される。従来技術
では、光照射後の出力値の定常値を出力するだけである
から、前述のように厳ｉｌｌこは同一ではないが、第３
図中ＰＨＡ’５Ｅ３１の出力データに似たものが出力さ
れるだけである。
に多数キャリア注入後の暗所における平衡バイアス電圧
値であり、第３図に示されるようにほとんど一定である
という事から、一定の初期荷電状態からの深い準位の光
励起各側定点で確保されている事が分る。ＰＨＡＳＥ３
１はｖ ｐｈ５（ｔｅａ、ｈＹＪ）Ｖｄｓ （ｔｗ、ｈ
ｖ４ ）の値であり、真の深い準位密度に相当する。従
来技術の出力値はいわばＰＨＡＳＥ３に相当する訳であ
るが、これだけでは初期荷電状態が一定の値から光励起
がおこっているか否か確認されず、保障もされないわけ
であり、真の深い準位密度を現わす事ができない。また
第３図中ＰＨＡＳＥ２は前述のようニｎ −ｔｙｐｅ
Ｇａ Ａｓ結晶ではＥＬ２準位の基底状態から励起状態
へ変化した世、即ち、ＥＬ２準位密度に比例した量とな
るわけであり、約１．０ｅＶから１．５０ｅＶに亘ッテ
存在し、１．２５ｅＶと１．４０ｅＶ （７）２つのエ
ネルギーに極大値を示す事が明瞭に示される。従来技術
では、光照射後の出力値の定常値を出力するだけである
から、前述のように厳ｉｌｌこは同一ではないが、第３
図中ＰＨＡ’５Ｅ３１の出力データに似たものが出力さ
れるだけである。
第１図は、ｎ型ＧａＡｓ結晶中の深いドナー準位の光励
起によるフォトキャパシタンス過渡応答、第２図はｎ型
Ｇａ Ａｓ結晶中のＥＬ２準位の光励起によるフォトキ
ャパシタンス過渡応答、第３図はｎ型Ｇａ Ａｓ結晶の
フォトキャパシタンス測定結果の出力例、第４図はｎ型
ＧａＡｓ結晶中のＥＬ２準位の励起状態から基底状態へ
の回復効果の温度依存性、第５図は本発明の構成による
フォトキャパシタンス測定装置によって比較した各種ｎ
型−Ｇａ Ａｓ結晶中のＥＬ２準位である。 ｆａ１Ｆ！ｌＡ 第２図 Ｐｈｏ↑ｏｈ ミめＧ１グ（もＶン玉−いに拘、（
Ｋ）
起によるフォトキャパシタンス過渡応答、第２図はｎ型
Ｇａ Ａｓ結晶中のＥＬ２準位の光励起によるフォトキ
ャパシタンス過渡応答、第３図はｎ型Ｇａ Ａｓ結晶の
フォトキャパシタンス測定結果の出力例、第４図はｎ型
ＧａＡｓ結晶中のＥＬ２準位の励起状態から基底状態へ
の回復効果の温度依存性、第５図は本発明の構成による
フォトキャパシタンス測定装置によって比較した各種ｎ
型−Ｇａ Ａｓ結晶中のＥＬ２準位である。 ｆａ１Ｆ！ｌＡ 第２図 Ｐｈｏ↑ｏｈ ミめＧ１グ（もＶン玉−いに拘、（
Ｋ）
Claims (2)
- （１）被測定対象である半導体接合と、該半導体接合を
一定の温度に保持する装置と、前記半導体接合に光を照
射する装置と、前記半導体接合の接合容量を測定する容
量計と、前記半導体接合に多数キャリアを注入する装置
と、前記半導体接合にバイアス電圧を印加するバイアス
電圧印加装置を備え、光照射前の前記半導体接合に印加
されるバイアス電圧値を記録する装置と、光照射後の前
記半導体接合に印加されるバイアス電圧値の過渡応答値
を検索して、極大値ヒ最終安定値の差を記録する装置と
、光照射後に前記半導体接合に印加されるバイアス電圧
値の最終安定値と光照射前のバイアス電圧値の差を記録
する装置を備えたことを特徴とするフォトキャパシタン
ス測定装置。 - （２）被測定対象である半導体接合と、該半導体接合を
一定の温度に保持する装置と、前記半導体接合に光を照
射する装置と、前記半導体接合の接合容量を測定する容
量計と、前記半導体接合に多数キャリアを注入する装置
を備え、光照射前の前記半導体接合の接合容量値を記録
する装置と、光照射後の前記半導体接合の接合容量値の
過渡応答値を検索して極大値と最終安定値の差を記録す
る装置と、光照射後の前記半導体接合の接合容量の最終
安定値と光照射前の前記半導体接合の接合容量値の差を
記録する装置を備えたことを特徴とするフォトキャパシ
タンス測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32590087A JPH01166533A (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | フォトキャパシタンス測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32590087A JPH01166533A (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | フォトキャパシタンス測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01166533A true JPH01166533A (ja) | 1989-06-30 |
| JPH0577335B2 JPH0577335B2 (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=18181849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32590087A Granted JPH01166533A (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | フォトキャパシタンス測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01166533A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014052207A (ja) * | 2012-09-05 | 2014-03-20 | Kobe Steel Ltd | 半導体素子の特性変化量測定装置、及び半導体素子の特性変化量測定方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS563668A (en) * | 1979-06-21 | 1981-01-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Manufacture of steel material having wear resistant surface layer |
| JPS6034028A (ja) * | 1983-08-06 | 1985-02-21 | Tokyo Daigaku | 適応式半導体捕獲中心測定方法 |
| JPS60123038A (ja) * | 1983-12-07 | 1985-07-01 | Semiconductor Res Found | 一定容量によるフォトキャパシタンス測定方法 |
-
1987
- 1987-12-22 JP JP32590087A patent/JPH01166533A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS563668A (en) * | 1979-06-21 | 1981-01-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Manufacture of steel material having wear resistant surface layer |
| JPS6034028A (ja) * | 1983-08-06 | 1985-02-21 | Tokyo Daigaku | 適応式半導体捕獲中心測定方法 |
| JPS60123038A (ja) * | 1983-12-07 | 1985-07-01 | Semiconductor Res Found | 一定容量によるフォトキャパシタンス測定方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014052207A (ja) * | 2012-09-05 | 2014-03-20 | Kobe Steel Ltd | 半導体素子の特性変化量測定装置、及び半導体素子の特性変化量測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0577335B2 (ja) | 1993-10-26 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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