We have tested experimentally the proposed method of microwave volt-impedance spectroscopy of semiconductors. The method allows to determine the local values of the semiconductor electrophysical parameters. The studies were performed on a homogeneous single-crystal GaAs wafer with a concentric antenna system formed on its surface. The resolution is determined by the diameter of the antenna central disk, which was amounted a = 12, 27, 57 μm. A constant bias voltage of 0 ≤ U ≤ 5 V was applied between the contact pads of the antennas. The complex impedance spectrum Z (f, U) of each antenna was measured using a Cascade Microtech probe station in the frequency range f = 0.1 - 10 GHz. The electrophysical characteristics of the semiconductor were determined from Z(f, U) spectra by the inverse problem solving. We have established the n-type for our semiconductor and determined the electrical potential difference on the metal-semiconductor interface. We have found as well the electron concentration, mobility and conductivity. Measurements of the same parameters by Hall four-probe method (giving the surface averaging) showed good mutual agreement of the results for the homogeneous sample under study.
Поступило в Редакцию 28 марта 2019 г. В окончательной редакции 28 марта 2019 г. Принято к публикации 15 апреля 2019 г.Предложен метод определения электрофизических характеристик полупроводников (концентрации и подвижности свободных носителей заряда, удельной проводимости) по данным измерений микроволнового спектра импеданса коаксиального зонда как функции приложенного постоянного напряжения U. Искомые параметры найдены путем решения соответствующей обратной задачи с использованием разработанной ранее теории ближнепольной антенны. Создана компьютерная программа, осуществляющая поиск решения путем минимизации многопараметрической функции невязки по алгоритму Нелдера-Мида. Точность метода проанализирована по результатам моделирования, в котором импеданс предварительно вычислен с учетом полученного профиля концентрации n(x, U) обедненного слоя в окрестности контакта металлполупроводник. Продемонстрирована возможность диагностики с микронным латеральным разрешением.Ключевые слова: микроволны, зондовая микроскопия, импеданс, полупроводник.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.