ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
кафедра микроэлектроники
Лабораторная работа
Исследование свойств полупроводников методом вольт-фарадных характеристик
Методические указания
Пенза 2004
УДК 621. 315.416
Абрамов В.Б., Карпанин О.В., Медведев С.П., Метальников А.М, Печерская Р.М. Исследование свойств полупроводников методом вольт-фарадных характеристик.
Указания подготовлены на кафедре микроэлектроники и предназначены для студентов специальностей 200100, 220500, 230300, 190700 при изучении дисциплин “Материалы электронной техники и основы микроэлектроники”, “Твердотельная электроника”, “Радиоматериалы и радиодетали”, “Измерения и контроль в микроэлектронике” при выполнении УИРС, курсового и дипломного проектирования.
Кафедра микроэлектроники Пензенского государственного университета
Цель работы: исследование электрофизических характеристик полупроводников и структур на их основе методом вольт-фарадных характеристик, изучение преобразования измерительных и электрических моделей.
Теоретическое введение
Основные параметры, характеризующие полупроводниковые материалы
Различные физические величины, характеризующие полупроводник, можно разделить на несколько групп. К первой группе относятся величины, которые мало зависят от степени чистоты кристаллов, т.е. от присутствия примесей или иначе: от степени дефектности кристалла, если под дефектом понимать и примеси, и структурные дефекты, и вообще – любое нарушение периодического поля в кристалле. Примерами параметров, составляющих первую группу, являются ширина запрещенной зоны Eg, эффективные массы электронов и дырок 
и 
, концентрация собственных носителей заряда ni, параметр решетки a, температура Дебая Θ и ряд других. Величины этой группы называются фундаментальными параметрами (рис. 1).
Рис. 1. Классификационная схема параметров полупроводниковых материалов
Ко второй группе величин относятся наоборот, такие, которые существенно зависят от концентрации и вида дефектов, т.е. от содержания примесей, дислокаций и вакансий. К ним в первую очередь относятся концентрации самих дефектов ND и NA. Затем уже зависимые от них величины: удельное сопротивление (проводимость) r(s), подвижности элетронов и дырок m n и m p, времена жизни неравновесных носителей заряда t n и t p. Эти величины называются характеристическими параметрами.
Параметры, относящиеся к этой группе, в зависимости от содержания дефектов могут изменяться в десятки миллионов раз. Поэтому вариация именно этих величин и обусловливает применение полупроводниковых материалов в самых разнообразных приборах. Эти величины могут одновременно являться технологическими параметрами, характеризующими качество материала, выпускаемого промышленностью.
Наконец, имеется и третья группа величин, знание которых необходимо для правильной разработки технологии получения полупроводниковых материалов. Эти параметры, в основном, имеют физико-химический характер. Например, пределы растворимости примесей в данном полупроводнике N пред., коэффициенты распределения 
, теплоты испарения H, коэффициенты диффузии D и ряд других.
