mateltechИзвестия высших учебных заведений. Материалы электронной техникиIzvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering1609-35772413-6387MISIS10.17073/1609-3577-2013-4-58-62mateltech-95Research ArticleФизические свойства и методы исследованияPHYSICAL CHARACTERISTICS AND THEIR STUDYИНТЕГРАЛЬНО–ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МЕТОД ТЕРМОСПЕКТРОСКОПИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УРОВНЕЙ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ ПО РЕЛАКСАЦИИ ИХ ЗАРЯДАCHARGE RELAXATION BASED INTEGRAL–DIFFERENTIAL METHOD OF SEMICONDUCTOR ENERGY LEVEL TEMPERATURE SPECTROSCOPYМаняхинФ. И.ManyakhinF. I.

доктор  физ.−мат. наук, профессор, заведующий кафедрой электротехники и микропроцессорной электроники, ФГАОУ  ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4

 

fman@misis.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияNational University of Science and Technology MISISRussian Federation201316032015045862Copyright © Маняхин Ф.И., 20152015Маняхин Ф.И.Manyakhin F.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://met.misis.ru/jour/article/view/95

Предложен принципиально новый метод измерения параметров энергетических уровней в запрещенной зоне полупроводников от 0,07 до 0,4 эВ, основанный на интегрировании релаксирующего заряда этих уровней и дифференцировании интеграла заряда модулированием ширины временного окна импульса напряжения смещения малой амплитуды. Представлен мате- матический аппарат предложенного метода, позволяющий моделировать температурный спектр энергетических уровней. Показано, что определение энергетического положения глубокого уровня возможно при одном проходе температурного сканирования, что снижает трудоемкость эксперимента. Проведено экспериментальное исследование энергетических уровней в светодиодной структуре зеленого свечения на основе AlGaN/InGaN/GaN. Выявлены уровни ∆Et = 0,14 ± 0,01 и ∆Et = 0,2 ± 0,015 эВ предположительно принадлежащие VGa и Mg соответственно.

A new method of measuring the parameters of shallow and medium−depth levels in semiconductor band gaps has been presented. The method is based on temperature scanning, hardware integration and subsequent differentiation by the duration of the relaxation charge excitation pulse of the energy levels during the application of a small amplitude displacement meander to the barrier structure. Experimental results of research AlGaN/ InGaN/GaN of the structures are resulted.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

глубокие уровни запрещенной зоны полупроводникаметод исследования глубоких уровнейматематическая модель методатемпературное сканированиетемпературный спектр уровнейlow−signal integral−differential method of semiconductor energy level temperature spectroscopyGaN band gap energy level parametersReferencesLang, D. V. Deep−level transient spectroscopy: A new method to characterize traps in semiconductors / D. V. Lang // J. Appl. Phys. − 1974. − V. 45, N 7. − P. 3023—3032.Lang, D. V. Deep−level transient spectroscopy: A new method to characterize traps in semiconductors / D. V. Lang // J. Appl. Phys. − 1974. − V. 45, N 7. − P. 3023—3032.Sah, C. T. Thermally stimulated capacitance (TSCAP) in p—n−junctions / C. T. Sah, W. W. Chan, H. S. Fu, J. W. Walker // Appl. Phys. Lett. − 1972. − V. 20, N 5. − P. 193—195.Sah, C. T. Thermally stimulated capacitance (TSCAP) in p—n−junctions / C. T. Sah, W. W. Chan, H. S. Fu, J. W. Walker // Appl. Phys. Lett. − 1972. − V. 20, N 5. − P. 193—195.Sah, S. T. Thermally simulated capacitance for shallow majority−carrier traps in the edge region of semiconductor junctions / S. T. Sah, J. W. Walker // Ibid. − 1973. − V. 22, N 8. − P. 384—385.Sah, S. T. Thermally simulated capacitance for shallow majority−carrier traps in the edge region of semiconductor junctions / S. T. Sah, J. W. Walker // Ibid. − 1973. − V. 22, N 8. − P. 384—385.Berman, L . S. Emkostnaya spektroskopiya glubokih centrov v poluprovodnikah / L. S. Berman, A. A. Lebedev. − L. : Nauka, 1981. − 76 p.Berman, L . S. Emkostnaya spektroskopiya glubokih centrov v poluprovodnikah / L. S. Berman, A. A. Lebedev. − L. : Nauka, 1981. − 76 p.Bougrov, V. Properties of advanced semiconductor materials GaN, AlN, InN, BN, SiC, SiGe / V. Bougrov, M. E. Levinshtein, S. L. Rumyantsev, A. Zubrilov. − N. Y. : Wiley, 2001. − P. 1—50.Bougrov, V. Properties of advanced semiconductor materials GaN, AlN, InN, BN, SiC, SiGe / V. Bougrov, M. E. Levinshtein, S. L. Rumyantsev, A. Zubrilov. − N. Y. : Wiley, 2001. − P. 1—50.Strite, S. GaN, AlN and InN: A Review / S. Strite, H. Morcos // J. Vac. Sci. Tecnol. B. − 1992. − V. 10, N 4. − P. 1237—1266.Strite, S. GaN, AlN and InN: A Review / S. Strite, H. Morcos // J. Vac. Sci. Tecnol. B. − 1992. − V. 10, N 4. − P. 1237—1266.Manyahin, F. I. Vliyanie rezhimov ekspluatacii svetodiodov na process defektoobrazovaniya v oblasti p−n perehoda i snizhenie kvantovogo vyhoda / F. I. Manyahin // Izv. vuzov. Materialy elektron. tehniki. − 2010. − N 3. − P. 47—51.Manyahin, F. I. Vliyanie rezhimov ekspluatacii svetodiodov na process defektoobrazovaniya v oblasti p−n perehoda i snizhenie kvantovogo vyhoda / F. I. Manyahin // Izv. vuzov. Materialy elektron. tehniki. − 2010. − N 3. − P. 47—51.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.