GB/T 11068-1989砷化鎵外延層載流子濃度電容-電壓測量方法

標(biāo)準(zhǔn)解讀

GB/T 11068-1989 是一項(xiàng)中國國家標(biāo)準(zhǔn)，其全稱為《砷化鎵外延層載流子濃度電容-電壓測量方法》。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了使用電容-電壓（C-V）測量技術(shù)來測定砷化鎵（GaAs）外延層中載流子濃度的方法。下面是對該標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的概述：

標(biāo)準(zhǔn)適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)適用于砷化鎵半導(dǎo)體材料，特別是其外延層中的電子和空穴載流子濃度的測定。外延層是指通過氣相外延、液相外延或其他類似技術(shù)在基底材料上生長的單晶薄層。

測量原理

電容-電壓測量法基于金屬-絕緣體-半導(dǎo)體（MIS）結(jié)構(gòu)或者金屬-半導(dǎo)體（MS）結(jié)構(gòu)的電容特性。當(dāng)對這種結(jié)構(gòu)施加不同電壓時(shí)，其電容值會隨之變化，而這一變化與半導(dǎo)體表面附近的載流子濃度密切相關(guān)。通過分析這些變化，可以推算出半導(dǎo)體材料的載流子濃度。

測量設(shè)備與條件

• 高精度電容測量裝置：要求能夠準(zhǔn)確測量微小的電容變化。
• 電壓源：提供穩(wěn)定且可調(diào)的直流電壓或交流電壓。
• 樣品制備：需要制備具有良好表面狀態(tài)的MIS或MS結(jié)構(gòu)的砷化鎵樣品，包括選擇合適的電極材料和絕緣層（如二氧化硅）。
• 環(huán)境控制：測量應(yīng)在恒溫、干燥、無塵的環(huán)境下進(jìn)行，以減少外界因素的干擾。

測量步驟

1. 樣品準(zhǔn)備：確保樣品表面干凈無污染，電極接觸良好。
2. 預(yù)處理：可能包括退火等步驟，以改善電極接觸和消除表面態(tài)影響。
3. 電壓掃描：在設(shè)定的溫度下，對樣品施加逐步變化的電壓，并記錄相應(yīng)的電容值。
4. 數(shù)據(jù)分析：利用得到的C-V曲線，通過理論模型（如庫侖定律、冪律關(guān)系等）計(jì)算載流子濃度。

數(shù)據(jù)處理與校正

• 需要考慮界面態(tài)、固定電荷等因素對測量結(jié)果的影響，并進(jìn)行相應(yīng)的校正。
• 可能還需要通過多次測量和統(tǒng)計(jì)分析來提高結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。

標(biāo)準(zhǔn)的重要性

此標(biāo)準(zhǔn)為砷化鎵半導(dǎo)體材料的質(zhì)量控制、器件設(shè)計(jì)與制造提供了統(tǒng)一的測試方法，有助于確保不同實(shí)驗(yàn)室間測量結(jié)果的一致性和可比性，是半導(dǎo)體研究與生產(chǎn)中的重要參考依據(jù)。

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