Frequenzabhängige Kapazitäts-Spannungs-Messungen an Metall-Halbleiter-Randschichten / Frequency dependent admittance analysis on metal-semiconductor contacts

Abstract

Schlagwörter: Kapazitäts-Spannungs-Messung, AdmittanzMessung, Schottky-DiodenDie Strukturierung von Schottky-Dioden fiir Kapazitäts-Spannungs-Messungen ist zeit-und kostenintensiv, da die Anoden und Kathoden in unterschiedlichen Verfahrensschritten hergestellt werden. Eine vereinfachte Herstellung, bei der die Schottky-und die ohmschen Kontakte gleichzeitig strukturiert und metallisiert werden, führt zu frequenzabhängigen Dioden-Admittanzen, die durch Serienwiderstandseffekte, Minoritäteninjektion und Störstel-len verursacht werden. In dieser Arbeit wird eine neue Methode vorgestellt, mit der trotz solcher Effekte die Raumladungskapazität, die nur von der freien Ladungsträ-gerkonzentration abhängt, berechnet werden kann. Dieses Verfahren nutzt frequenzabhängige Admittanz-Messungen und einfache Kleinsignal-Ersatzschaltbilder. Die Methode eignet sich für automatisierte Routineuntersuchungen an Schottky-Dioden auf sämtlichen Halbleitermaterialien. Der Einfluß der Minoritäteninjektion, der Störstellen und des Serienwiderstandes auf die Diodenadmittanz wird diskutiert. The evaluation of Schottky diode capacitances or reliable free carrier concentration profiles in doped semiconductors by admittance measurements needs a time and money consuming diode structuring process, since the rectifying and ohmic contacts are produced separately. The formation of both contacts during the same process step reduces costs. However, the diodes exhibit a poor ohmic contact. Consequently, minority carrier influence, series resistance effects and deep level influence lead to frequency dependent admittances. In this work frequency dependent admittance analysis and a simple small-signal equivalent circuit model are used to evaluate space charge capacitances reflecting only the free carriers of the doped material. This method is usefulfor automatic routine control of semiconductors. The minority carrier, deep level and series resistance influence on the diode admittance is reviewed.