Для изучения зонной структуры полупроводника, моделирования процессов проводимости и разработки реальных полупроводниковых приборов необходимо знание эффективной массы квазичастиц. Поэтому задача по определению эффективной массы носителей в конкретном образце остается актуальной. На примере кремния показана возможность определения эффективных масс электропроводности и плотности состояний по измеренному спектру СВЧ-отражения в качестве совокупности информационных параметров. Решена обратная задача, состоящая в нахождении условий минимума разности квадратов значений, соответствующих известным теоретической и измеренной экспериментально спектральным зависимостям. Расчет и эксперимент проведены для интервала температур 130-190 К, в котором обеспечивалась наибольшая точность измерений. Для кремния p -типа, легированного Ga, и кремния n -типа, легированного Sb, получены значения искомых эффективных масс, хорошо совпадающие со значениями, приведенными в литературе. Предложенный бесконтактный метод позволяет одновременно определять эффективные массы электропроводности и плотности состояний носителей заряда с использованием стандартной аппаратуры. Метод может быть использован для измерения параметров полупроводников других типов, в том числе малоисследованных.
Усанов Дмитрий Александрович
Саратовский национальный исследовательский государственный уни-верситет им. Н.Г. Чернышевского, г. Саратов, Россия
Гуров Кирилл Александрович
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского, г. Саратов, Россия
1. Белова И.М., Белов А.Г., Каневский В.Е., Лысенко А.П. Определение концентра-ции свободных электронов в n-InSb по спектрам отражения в дальней инфракрасной об-ласти с учетом плазмон-фононного взаимодействия // Изв. вузов. Электроника. – 2017. – Т.22. – № 3. – С. 201–210.
2. Мадьяров В.Р. Измерение параметров электронного переноса в полупроводниках с помощью эффекта Фарадея в миллиметровом диапазоне // Труды БГТУ. – 2016. – № 6. – С.101–105.
3. Усанов Д.А., Постельга А.Э. Определение толщины, электропроводности и энер-гии активации примеси полупроводниковых слоев по спектру отражения СВЧ-излучения // Дефектоскопия. – 2014. – № 5. – С. 60–68.
4. Moss T.S., Burrell G.J., Ellis B. Semiconductor opto-electronics. – Butterworth&Co; (Publishers) Ltd, 1973. – 441 с.
5. Гершензон Е.М. Циклотронный резонанс в полупроводниках // Соросовский обра-зовательный журнал. – 2000. – Т. 6. – № 10. – С. 87–94.
6. Фистуль В.И. Введение в физику полупроводников. – 2–е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1984.– 352 с.
7. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Абрамов А.В., Боголюбов А.С. Измерения толщины нанометровых слоев металла и электропроводности полупроводника в структурах металл–полупроводник по спектрам отражения и прохождения электромагнитного излучения // Журнал технической физики. – 2006. – Т. 76. – Вып. 5. – С. 112–117.
8. Усанов Д.А., Постельга А.Э., Алтынбаев С.В. Определение параметров магнитной жидкости по температурной зависимости сверхвысокочастотного спектра отражения // Журнал технической физики. – 2013. – Т. 83. – Вып. 11. – С. 30–33.
9. Усанов Д.А., Постельга А.Э., Гуров К.А. Способ определения толщины, электро-проводности эффективной массы, коэффициентов рассеяния носителей заряда, концен-трации и энергии активации легирующей примеси полупроводникового слоя // Патент России № 2619802. 2017. Бюл. № 14.
10. Шупенев А.Е., Григорьянц А.Г. Термоэлектрический измеритель электрических параметров термоэлектрических пленок // Патент России № 167784. 2017. Бюл. № 1.
11. Ильинская Л.С., Подмарьков А.Н. Полупроводниковые тензодатчики. – М. – Л.: Энергия, 1966. – 120 с.
12. Скворцов А.А., Литвиненко О.В., Орлов А.М. Определение констант деформаци-онного потенциала n–Si, p–Si по концентрационному ангармонизму // Физика и техника полупроводников. – 2003. – Т. 37. – №1. – С.17–21.
13. Шкловский Б.И., Эфрос А.Л. Электронные свойства легированных полупровод-ников. – М.: Наука, главная редакция физико–математической литературы, 1979. – 358 с.
14. Усанов Д.А., Постельга А.Э. Способ определения электропроводности и энергии активации примесных центров полупроводниковых слоев // Патент России № 2516238. 2014. Бюл. № 14.
15. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников К.Г. Физика полупроводников. – М.: Наука, 1977. – 672 с.