天游线路检测中心 n型半导体（P掺杂型）的ESR测量

简介

掺杂是赋予半导体器件功能的工艺之一。通用半导体包括使用磷（P）作为掺杂剂的n型半导体和使用硼（B）的p型半导体。这些掺杂剂的键数与基材硅 (Si) 不同，因此掺杂会导致缺陷。缺陷包含不成对电子，可以使用 ESR 观察到。这使得评估掺杂元素及其数量成为可能，这可用于预测使用半导体的设备的功能。这里我们展示了测量 P 掺杂 n 型半导体的示例。
为了能够观察极小的缺陷，使用配备有使用液氦作为附件的温度可变装置的系统进行测量。

实验

样品：n型半导体，切成35毫米宽和20毫米长，以便可以插入ESR样品管
变温装置液氦变温装置(ES-13130HEVT/BU)
测量温度45K
ESR测量条件 频率：88794MHz，磁场：315887±75mT，微波输出：1mW，调制磁场宽度：01mT，扫描时间：4min，时间常数：03s，放大倍数：500，Mn标记：650

n型半导体的ESR谱示例

得到的ESR谱如下图所示。两侧观察到的一对尖锐信号是附着在设备上的 Mn 标记。通过与样品同时测量，可以准确确定信号识别所需的g值。在图中所示的样本中观察到两种类型的信号。由于中心信号显示 g=20059，因此它是 Si (Si^・)。此外，P^・观察到信号。 g=19985 由裂缝中心的磁场确定。
这些信号的数量根据制造方法的不同而变化。通过测量具有已知数量的不成对电子的标准样品并将其积分值与源自样品的信号的积分值进行比较，可以进行定量。通过以这种方式使用ESR进行评估，有望在短时间内用于半导体缺陷的识别和定量评估。

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