Profiling of defects using deep level transient spectroscopy

Abstract

Deep level transient spectroscopy of p–n junctions, Schottky barriers, or metal-oxide-semiconductor (MOS) capacitors is widely used to obtain the concentrations of defects and their profiles in semiconductors. The use of this technique for profiling presents several difficulties, some of which have not been taken into account in the works previously published. The aim of this paper is to describe the exact analysis which should be performed to obtain correct profiles. The analysis is tested on a constant defect profile, induced by electron irradiation in n-GaAs, in order to illustrate the effect of each correction. It is then applied to defect profiling of a silicon MOS capacitor and on the EL2 defect in annealed GaAs.

Deep levels in GaAs due to Si δ doping

“…For the undoped sample the bias values have been chosen as V R ϭ5 V and V 1 ϭ0 V. A variable filling bias experiment was also carried out to determine spatial dependence of the DLTS signal. 32 Standard measurements were performed at filling a pulse length of 10 ms which was sufficient to saturate or nearly saturate the amplitude of all peaks.…”

Tungsten in silicon carbide: Band-gap states and their polytype dependence

“…5 and from DLTS depth profiling. 33 The concentration of the W-related levels is in the range of (0.6-1)ϫ10 14 cm Ϫ3 , which is a factor 2-3 less than the nominally implanted W concentration. Taking into account systematic errors of at least a factor of 2 for absolute concentrations derived from DLTS measurements and additional errors ͑20%͒ in the determination of the very low implantation fluences, the difference is hardly significant.…”

Μελετη Ατελειων Σε Ημιαγωγους Της Οικογενειας Του Alxga1-Xas

“…Η πληροφορία αυτή δεν συνδέεται αναγκαστικά με το φάσμα DLTS, αλλά με τη μεταβολή της χωρητικότητας της διόδου σε σχέση με την τιμή ηρεμίας σε ανάστροφη πόλωση αμέσως μετά την κατάργηση του παλμού διέγερσης. Η μεταβολή αυτή AC(O) συνδέεται με τη συγκέντρωση των παγίδων (Νχ) και των προσμίξεων (ND) με τη σχέση [123,124]:…”

“…όπου ο αριθμητής είναι το μετρούμενο ύψος συγκεκριμένης κορυφής και ο παρονομαστής είναι συνάρτηση των προεπιλεγμένων χρόνων δειγματοληψίας ti, t2 και του παραθύρου τ κάθε φάσματος. Η συνάρτηση f(W) περιγράφει το εύρος της περιοχής του ημιαγωγού, στο οποίο οι παγίδες γεμίζουν και δίδεται απο τη σχέση [123,124]: Γ. Προκειμένου να διερευνηθεί η κατανομή της συγκέντρωσης των παγίδων κάθετα προς την επιφάνεια της επαφής, λαμβάνονται διαδοχικά φάσματα DLTS με σταθερή ανάστροφη πόλωση (RB=const) και ύψος παλμού μεταβλητό από την τιμή FPH=0.0V έως την τιμή FPH=RB. Με τον τρόπο αυτό απογυμνώνεται ένα διαρκώς μεγαλύτερο τμήμα του ημιαγωγού και κατά συνέπεια ο αριθμός των παγίδων, που ενεργοποιούνται ,αυξάνει προκαλώντας αύξηση και στο ύψος της κορυφής του φάσματος.…”

“…Η ένθετη γραφική παράσταση του λόγου του ύψους της κορυφής DLTS προς το ύψος του παλμού πλήρωσης είναι ευθεία γραμμή, που υποδεικνύει κατανομή της συγκέντρωσης των κέντρων DX ανάλογη με αυτή των δοτών, στους οποίους άλλωστε και οφείλονται. Όσον αφορά δε στο συντελεστή αναλογίας τους υπολογίζεται ίσος προς [2,3]: NDXMI » 2AC(0)/C 0 = 0.29 Η τιμή του λόγου αυτού ελέγχεται ως προς την ακρίβεια της, διότι δεν είναι πολύ μικρότερη της μονάδας, όπως απαιτεί η μέθοδος [2,124] και διότι στον υπολογισμό του ACo αγνοήθηκε η συνάρτηση f(w) (σχέση 2.20) και χρησιμοποιήθηκε η σχέση 2.19. Λαμβανομένων υπ' όψη όλων αυτών των απλουστεύσεων γίνεται σαφές από τον προηγούμενο υπολογισμό, ότι η συγκέντρωση των κέντρων DX είναι 30% μικρότερη απο τη συγκέντρωση των δοτών.…”