Емкостная спектроскопия полупроводниковых твердых растворов и квантоворазмерных структур

• Автор: Соломонов, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 293 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Физические основы и методы емкостных исследований
глубоких центров в полупроводниках
1.1. Физические основы емкостной спектроскопии глубоких
центров в полупроводниках
1.2. Емкостные методы исследования глубоких центров
1.2.1. Изотермическая релаксация емкости
1.2.2. Методы термостимулированной релаксации тока и емкости
1.2.3. Метод фотоемкости
1.2.4. Метод нестационарной емкостной спектроскопии глубоких
уровней
1.2.5. Другие методы исследования глубоких уровней на основе
метода ИЬТ8
2. Разработка автоматизированного измерительно аналитического
комплекса емкостной спектроскопии полупроводников
2.1. Обоснование выбора метода исследований и состава
аппаратной части
2.2. Система нестационарной емкостной спектроскопии глубоких
уровней
2.2.1. Методика температурных измерений
2.3. Реализация режима С-У измерений
2.4. Реализация метода термостимулированной емкости (тока)
2.5. Аппаратурно-программная реализация модифицированного
метода БЬТ8
2.5.1. Оптимизация выбора стробов
2.5.2. Определение энергии ионизации
2.5.3. Расчет концентрации глубоких центров

Метод определения параметров глубоких уровней по двум
одновременно снимаемым спектрам БЬТБ
Реализация метода квазиизотермической релаксации емкости. Схема автоматизации измерительно-аналитического комплекса
с использованием технологии виртуальных инструментов
Окончательная версия автоматизированного измерительного
комплекса емкостной спектроскопии полупроводников
Исследование глубоких примесных состояний в твердых
растворах
Изготовление контактов и характеристики исследованных
образцов
Вольт-емкостные характеристики и температурная зависимость
барьерной емкости исследованных структур
Исследования глубоких уровней в крайних точках твердого
раствора ОаАвцРх
Определение параметров глубоких уровней в ваР
Определение параметров глубоких уровней в ваАв
Глубокие уровни в твердом растворе ОаАзі_хРх
Глубокий У-уровень в твердом растворе СаА8!.хРх:
эксперимент
Влияние флуктуаций состава на уширение спектров БГТ8
твердых растворов
Моделирование спектров БЬТ8 твердых растворов: У-уровень
ОаАвхРх
Оценка дисперсии глубокого уровня
Зависимость амплитуды пика БЬТБ в тройном растворе от
состава
Определение функции плотности состояний глубоких уровней

в полупроводниках по спектрам DLTS
4.1. Определение функции плотности состояний глубоких уровней
в полупроводниках по спектрам DLTS методом Фурье-анализа
4.1.1. Разработка метода Фурье-анализа спектров DLTS
4.1.2. Выбор функции аподизации
4.1.3. Тестирование работоспособности метода Фурье-анализа
спектров DLTS
4.1.4. Экспериментальные результаты по определению функции
плотности состояний глубоких уровней в GaAsi.xPx
4.2. Определение функции плотности состояний глубокого уровня
путем регуляризации решения уравнения Фредгольма для спектров DLTS
4.2.1. Описание спектра DLTS твердого раствора с помощью
уравнения Фредгольма
4.2.2. Метод минимизации сглаживающего функционала
4.2.3. Процедура регуляризованного решения уравнения Фредгольма
для спектров DLTS
4.2.4. Разрешение близкорасположенных глубоких уровней в
спектрах DLTS
4.3. Метод регуляризации обращения свертки
4.4. Влияние беспорядка, вносимого дислокациями, на энергетический спектр глубоких центров на примере CdS
5. Емкостное профилирование гетеропереходов в полупроводниках
5.1. Вольт-емкостные характеристики гетеропереходов
5.2. Определение разрыва энергетических зон и встроенного на
гетерогранице заряда в изотипных гетеропереходах p-AlxGa)_ xAs/p- AlxGai_xAs

наше предпочтение мостовому методу измерения емкости перед методами прямого уравновешивания.
Стремление к обеспечению достоверности результатов эксперимента определило необходимость всестороннего исследования глубоких центров и создания для этой цели такого комплекса емкостной спектроскопии, который позволял бы использовать взаимодополняющие методики для сравнительного анализа параметров объекта исследования.
Предложенный в 1974 году Лангом метод БЬТБ позволяет представлять экспериментальный материал в удобной и наглядной форме [16]. Очевидно, в силу именно этого обстоятельства метод получил столь широкое распространение. Но практическое отсутствие в те годы доступной вычислительной техники и, как следствие этого, слабое привлечение ее к автоматизации эксперимента привели к тому, что результатами измерений в классическом методе БЕТБ распоряжались весьма расточительно. При обработке экспериментальных результатов из всего массива данных использовались лишь две экспериментальные точки на кривой переходного процесса перезарядки барьерной емкости для формирования “окна скорости”.
В связи с этим идеология, экспериментальной установки создаваемой в рамках настоящей работы, была ориентирована на формирование полного массива данных (время, величина барьерной емкости, температура) при проведении одного температурного сканирования в данном диапазоне температур. Для реализации такого подхода в состав экспериментальной установки принципиально должен быть включен компьютер. Его использование позволяет ограничиться лишь одним температурным сканированием, повышает точность определения параметров глубоких центров, позволяет решить проблему поддержания нулевого разбаланса моста, которая является обычным затруднением при использовании аналоговых установок БЬТв, и дает возможность проводить математическую обработку получаемых данных как во