Name: carrier lifetime measurements in semiconductors through the microwave photoconductivity decay method
Uploaded: 2019-04-18T13:00:00
Duration: 7 min 38 s
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इस काम को जापान के नागॉया इंस्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलजी ने सपोर्ट किया ।

1. नमूने की तैयारी
<ol><li>एक n-प्रकार 4H-सिक एपिलेयर (सामग्री की तालिका) तैयार करें ।</li>
	<li>एसीटोन के साथ नमूना धोने और फिर पानी के साथ, प्रत्येक के लिए 5 मिनट, एक का उपयोग</li>
	<li>अल्ट्रासोनिक वॉशर ।</li>
	<li>नमूना सतह पर नमी को दूर करने के लिए नाइट्रोजन गन का प्रयोग करें ।</li>
</ol>2. जलीय समाधान की तैयारी
<ol><li>1 उ2तो4, एचसीएल, एनए2तो4, naoh, या HF 1 wt% एकाग्रता में से प्रत्येक तैयार करें । का चयन करें और एक जलीय समाधान तैयार करने के लिए मापा जाएगा ।</li>
	<li>5 मिमी (लंबाई) x 20 मिमी (चौड़ाई) x ४० मिमी (ऊंचाई) आयामों के साथ एक क्वार्ट्ज सेल तैयार करें और फिर उसमें जलीय घोल डाल दें । तैयार सैंपल को सेल में डालें और फिर उसे जलीय घोल में विसर्जित कर दें । नोट: क्वार्ट्ज कोशिका में जलीय घोल के कम से 4 मिलीलीटर के लिए आवश्यक है के लिए नमूने पूरी तरह से डूब सकता है । जब समाधान बदलने, अल्ट्रासोनिक एसीटोन और शुद्ध पानी का उपयोग कर सफाई के साथ नमूना का इलाज ।</li>
</ol>3. मापने के उपकरण की तैयारी
<ol><li>प्रकाश स्रोत उत्तेजित करने के लिए २६६-एनएम स्पंदित लेजर की बिजली की आपूर्ति चालू करें । बाद में, स्टैंडबाय पर लेजर मोड सेट ।</li>
	<li>एक संगीन Neill-Concelman (BNC) केबल के माध्यम से स्पंदित लेजर और एक थरथरानवाला कनेक्ट. थरथरानवाला और इनपुट एक १०० हर्ट्ज पल्स लहर पर स्पंदित लेजर मुड़ें.</li>
	<li>एक BNC केबल के साथ आस्टसीलस्कप के एक ट्रिगर इनपुट चैनल के माध्यम से ट्रिगर अधिग्रहण के लिए एक photodiode कनेक्ट.</li>
	<li>फोटोडायोड की विद्युत आपूर्ति चालू करें ।</li>
	<li>स्पंदित लेजर किरणित और प्रकाश के लिए सामान्य दिशा में लेजर प्रकाश के ऑप्टिकल पथ पर माइक्रोवेव तरंग गाइड के एपर्चर जगह है । चेतावनी: उत्तरार्द्ध प्रक्रिया में, प्रयोगकर्ता लेजर विकिरण के दौरान सुरक्षा नेत्र चश्मा पहनना चाहिए ।</li>
	<li>स्पंदित लेजर के ऑप्टिकल पथ पर एक आधा दर्पण स्थापित करें, जैसा कि चित्र 1में दिखाया गया है, और फोटोडायोड के स्पंदित लेज़र को प्रतिबिंबित करते हैं ।</li>
	<li>आस्टसीलस्कप चालू करें और फिर अपने ट्रिगर थ्रेशोल्ड सेट करने के लिए एक वोल्टेज photodiode से संकेत करने के लिए पर्याप्त है । नोट: थ्रेशोल्ड मान ट्रिगर संकेत के शिखर से छोटा सेट किया जा सकता है । जब एक गैर-इरादतन परिलक्षित प्रकाश photodiode में प्रवेश करती है, आस्टसीलस्कप एक आवृत्ति है कि स्पंदित लेजर आवृत्ति से बहुत अलग प्रदर्शित करता है. इस स्थिति में, दोहराएं चरण ३.६ ।</li>
	<li>एक आस्टसीलस्कप के साथ ट्रिगर आवृत्ति की जाँच करें और थरथरानवाला बिल्कुल धुन.</li>
	<li>लेजर मोड को स्टैंडबाई पर रखें ।</li>
	<li>एक bnc केबल के माध्यम से परिलक्षित माइक्रोवेव का पता लगाने और आस्टसीलस्कप के एक संकेत इनपुट चैनल के लिए एक माइक्रोवेव तरंग पथक में एक schottky बाधा डायोड कनेक्ट.</li>
	<li>एक Gunn डायोड के लिए एक ९.५ V ऑपरेटिंग वोल्टेज लागू करें ।</li>
	<li>क्वार्ट्ज सेल (कदम २.२) के रूप में संभव के रूप में बंद एपर्चर के सामने खड़े पर रखें । टेप के साथ फिक्स ।</li>
</ol>4. मापन और डेटा सहेजा जा रहा है
<ol><li>लेजर प्रकाश दोलन चालू करें और नमूना करने के लिए प्रकाश विकीर्ण ।</li>
	<li>एक अर्ध-तरंगप्लेट (λ ध2), एक ध्रुवण, और प्रकाशीय पथ पर एक विद्युत मीटर रखें (चित्र 1) ।</li>
	<li>स्पंदित लेजर बिजली मीटर के लिए किरणित, के रूप में चित्र 1में दिखाया गया है । लेजर की उत्तेजना की तीव्रता की जांच करें ।</li>
	<li>उत् तेजन की तीव्रता के नियंत्रण के लिए λ ध2 कोण को समायोजित कीजिए । नोट: λ ध2 लेजर प्रकाश की ध्रुवण दिशा को बदलता है, जबकि ध्रुवण केवल एक प्रकाश ध्रुवीकरण दिशा को संचारित करता है, जिसके माध्यम से उत्तेजन तीव्रता नियंत्रित होती है । इंजेक्शन फोटॉन घनत्व 8 x 1013 सेमी− 2 करने के लिए सेट कर रहे हैं और २६६-एनएम लेजर के लिए, 4h-SiC में उत्तेजना कैरियर डेंसिटी ४.५ x 1017 सेमी− 3है ।</li>
	<li>ऑप्टिकल पथ से बिजली मीटर निकालें ।</li>
	<li>समय/div और V/div आस्टसीलस्कप की ताकि पीक संकेत आस्टसीलस्कप पर प्रदर्शित किया जाता है समायोजित करें ।</li>
	<li>एक ई – एच ट्यूनर के माध्यम से माइक्रोवेव के आयाम और चरण को समायोजित करें । आस्टसीलस्कप की जाँच करें और ई – एच ट्यूनर के लिए देखो, जहां पीक संकेत अधिकतम पर है । E-H ट्यूनर परिणाम में संकेत हानि, के रूप में चित्र 2में दर्शाए का विफल समायोजन । नोट: एक प्रवर्धक के लिए अपर्याप्त बड़े संकेत पृष्ठभूमि शोर के सापेक्ष या जब यह भी ई-एच ट्यूनर समायोजन के बाद नहीं मनाया जाता है के मामले में क्षय संकेत को मजबूत करने के लिए प्रयोग किया जाता है । प्रवर्धक schottky बाधा डायोड और एक bnc केबल के साथ आस्टसीलस्कप के संकेत इनपुट चैनल के बीच रखा गया है, के रूप में चित्रा 1में सचित्र.</li>
	<li>ट्यूनिंग को पूरा करने के लिए ४.६ और ४.७ चरणों को दोहराएँ ।</li>
	<li>आस्टसीलस्कप का समय/div समायोजित करें और आस्टसीलस्कप पर माप क्षेत्र में एक क्षय वक्र स्केच ।</li>
	<li>सिग्नल-से-रव अनुपात को सुधारने के लिए मनमाने ढंग से कई बार सिग्नल का औसत ।</li>
	<li>माप डेटा एक स्मृति के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक फ़ाइल के रूप में सहेजें और फिर इसे आस्टसीलस्कप से निकालें ।</li>
</ol>5. डेटा प्रोसेसिंग
<ol><li>सिग्नल डेटा को किसी व्यक्तिगत कंप्यूटर पर आयात करें ।</li>
	<li>प्लॉट क्षय घटता समय के एक समारोह के रूप में प्रयोग से प्राप्त की ।</li>
	<li>पृष्ठभूमि शोर स्तर के औसत मूल्य की गणना, यह क्षय संकेत से घटाना, और यह समय के एक समारोह के रूप में साजिश.</li>
	<li>चरण ५.३ में प्राप्त क्षय संकेत के शिखर मान का पता लगाएं और फिर पीक मान द्वारा क्षय संकेत विभाजित करें ।</li>
</ol>

<ol>
	<li>Kunst, M., Beck, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+study+of+charge+carrier+kinetics+in+semiconductors+by+microwave+conductivity+measurements.">The study of charge carrier kinetics in semiconductors by microwave conductivity measurements.</a> Journal of Applied Physics. 60 (10), 3558-3566 (1986).</li><li>Klein, P. 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L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synergetic+effect+of+Ni+and+Au+nanoparticles+synthesized+on+titania+particles+for+efficient+photocatalytic+hydrogen+production.">Synergetic effect of Ni and Au nanoparticles synthesized on titania particles for efficient photocatalytic hydrogen production.</a> Applied Catalysis B: Environmental. 191, 18-28 (2016).</li><li>Kunst, M., Beck, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+study+of+charge+carrier+kinetics+in+semiconductors+by+microwave+conductivity+measurements.">The study of charge carrier kinetics in semiconductors by microwave conductivity measurements.</a> Journal of Applied Physics. 60, 3358 (1986).</li><li>Kunst, M., Beck, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+study+of+charge+carrier+kinetics+in+semiconductors+by+microwave+conductivity+measurements.+II.">The study of charge carrier kinetics in semiconductors by microwave conductivity measurements. II.</a> Journal of Applied Physics. 63, 1093 (1988).</li><li>Schindler, K. -. M., Kunst, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Charge-Carrier+Dynamics+in+TiO2+Powders.">Charge-Carrier Dynamics in TiO2 Powders.</a> The Journal of Physical Chemistry. 94, 8222-8226 (1990).</li><li>Savenije, T. J., de Haas, M. P., Warman, J. 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लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Μ-PCD प्रोटोकॉल में, चरण ४.७ सबसे महत्वपूर्ण बिंदु है । ई-एच ट्यूनर ई और एच विमानों में एक जंगम शॉर्ट सर्किट के साथ शामिल किया गया था, क्रमशः । इस प्रकार, ई ट्यूनर या एच ट्यूनर की शॉर्ट सर्किट चलती है आयाम और प्रतिबिंबित माइक्रोवेव के चरण बदलता है और संकेत आयाम अधिकतम । ट्यूनिंग क्षय वक्र की तरंग पर एक बड़ा प्रभाव है और कड़ाई से किया जाना चाहिए । जहां ट्यूनिंग मुश्किल हो सकता है एक कमजोर सिग्नल की शक्ति के मामले में, ट्यूनिंग औसत के कुछ दसियों इस्तेमाल किया जा सकता है. के लिए असफल ट्यूनिंग, μ-PCD क्षय घटता नमूनीय नहीं हैं; केवल आस्टसीलस्कप के शोर संकेत मनाया जाता है । चित्रा 2 इस तरह के एक मामले में आस्टसीलस्कप तरंग से पता चलता है.
यह उच्च प्रतिरोधक नमूनों को मापने के लिए आसान है के रूप में कोई कम चालकता सीमा है. जब नमूना प्रतिरोधकता कम है या जब नमूना गाढ़ा है, माइक्रोवेव की त्वचा प्रभाव नगण्य नहीं है । जब तक माइक्रोवेव के विद्युत क्षेत्र की तीव्रता 1/e बार हो जाती है तब तक दूरी को त्वचा की <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/59007/59007eq11.jpg"> </img>गहराई के रूप में संदर्भित किया जाता है, जिसे समीकरण 9 द्वारा व्यक्त किया जाता है:
<img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/59007/59007eq12.jpg">9
जहाँ ω माइक्रोवेव की कोणीय आवृत्ति है, तथा ε, ρतथा-क्रमशः प्रतिदर्श के परावैद्युत स्थिरांक, प्रतिरोधकता तथा पारगम्यता का निरूपण करते हैं । एसआई और एसआईसी के मामले में, 10 GHz माइक्रोवेव के लिए लगभग δ मान 9 मिमी पर ५० ω पर ∙ सेमी, 10 ω पर 2 मिमी ∙ सेमी, 1 ω पर ५०० μm ∙ सेमी, और ०.१ Ω पर १५० μm पर ∙ सेमी थे । इसलिए, नमूनों के लिए ठेठ thicknesses (कई सौ माइक्रोन) से कम में ०.१ Ω ∙ सेमी δ सटीकता खो देंगे के साथ नमूने के लिए माप । दूसरी ओर, माइक्रोवेव और ऑप्टिकल विकिरण इस प्रोटोकॉल में वेफर के विपरीत से घटना कर रहे हैं । एक नगण्य त्वचा प्रभाव एक ही पक्ष से बेहतर माइक्रोवेव और ऑप्टिकल विकिरण इंगित करता है ।
निचली सीमाएं माइक्रोवेव के साथ अपनी पारस्परिक क्रिया के परिणामस्वरूप नमूने की प्रतिरोधकता और मोटाई पर निर्भर करती हैं । उच्च प्रतिरोधक नमूनों के लिए, अतिरिक्त वाहकों की विशिष्ट निचली सीमाएं 1012 सेमी− 3के क्रम पर होती हैं । दूसरी ओर, इलेक्ट्रॉन-होल प्रकीर्णन 1016 बउ− 3से अधिक अधिक वाहकों पर विचार किया जाना चाहिए, जैसा कि ref .13 में चर्चा की गई है ।
इस-pcd क्षय curves उच्च उत्तेजना में कोमल बन गया अतिरिक्त वाहक एकाग्रता के लिए माइक्रोवेव परावर्तकता की असमानता के कारण घनत्व कि समीकरण (3) अपनी वैधता खो देंगे13,25,26 और τ1/e का अधिक अनुमान लगाया जाएगा । चित्रा 8 से पता चलता है-pcd क्षय वक्र के एक रासायनिक यांत्रिक चमकाने सतह उपचार n-प्रकार 4h-इस Si पर उत्तेजना के साथ SiC-चेहरा २६६ एनएम द्वारा उच्च उत्तेजना तीव्रता के तहत ।
इसके अलावा, समय संकल्प एक उत्तेजना स्रोत, एक आस्टसीलस्कप, और एक एम्पलीफायर जैसे माप तंत्र के प्रदर्शन पर निर्भर करता है. उदाहरण के लिए, इस अध्ययन में, उपकरण एक स्पंदित लेजर के शामिल 1 एनएस की चौड़ाई उत्तेजना स्रोत के रूप में और एक आस्टसीलस्कप ५०० मेगाहर्ट्ज के एक आवृत्ति बैंड होने. नतीजतन, ंयूनतम औसत दर्जे का जीवनकाल 2 एन एस पर अनुमान लगाया गया था ।
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है-------------------------------। फिर भी, इसके आवेदन अंय सामग्री के लिए बढ़ाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, tio227,28,29,30सहित photoactive सामग्री में ।
इसके अलावा, एक तरफ से-PCD, TR-PL2 और TR-fca पहले वर्गों पर शुरू की अंय दो वाहक जीवन भर मापन तकनीक हैं । टी. आर.-पीएल वाहक पुनर्संयोजन के कारण प्रकाश-संदीप्ति के समय परिवर्तन को देखता है जबकि TR-FCA जांच के समय परिवर्तन लाइट अवशोषण4का अवलोकन करते हैं । विशेष रूप से, मुक्त वाहक अवशोषण तब होता है जब बैंड अंतराल से छोटी ऊर्जा के साथ प्रकाश वाहक उत्तेजन3के दौरान किरणित है । फिर भी, इन दोनों की तुलना में,-PCD सीधे माइक्रोवेव द्वारा विद्युत चालकता के अवलोकन और एक उच्च सतह खुरदरापन और संकेत संवेदनशीलता है, यह अधिक आदर्श विधि के लिए वाहक जीवनकाल मापन के लिए अर्धचालक डिवाइस अनुप्रयोगों.

अर्धचालकों में अतिरिक्त वाहक फोटॉनों के इंजेक्शन द्वारा प्रकाशिक रूप से उत्तेजित हो जाते हैं, जिसमें चालन तथा संयोजकता बैंड के बीच के अंतर से अधिक ऊर्जा होती है । उत्तेजित अतिरिक्त वाहकों, तो, एक इलेक्ट्रॉन द्वारा एक समय के भीतर छेद पुनर्संयोजन गायब-वाहक जीवनकाल के रूप में जाना जाता है, जो बहुत ऑपरेशन के दौरान अर्धचालक उपकरणों के प्रदर्शन को प्रभावित करता है । सेमीकंडक्टर उपकरणों और सामग्री के लिए महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक के रूप में, वाहक जीवनकाल इन सामग्रियों में दोषों की उपस्थिति के प्रति बहुत संवेदनशील होता है, और आगे मूल्यांकन की एक सुविधाजनक विधि की आवश्यकता होती है । जे Warman और एम Kunst एक क्षणिक तकनीक वे समय हल माइक्रोवेव चालकता (TRMC) है, जो माइक्रोवेव अवशोषण के लिए अर्धचालक1में प्रभारी वाहक गतिशीलता का पालन शामिल नाम विकसित की है । अंय शोधकर्ताओं ने क्षणिक फोटो चालकता (TPC) का प्रस्ताव किया, अन्यथा माइक्रोवेव फोटोचालकता क्षय (μ-PCD) के रूप में जाना जाता है, जो अपने noncontact के कारण अर्धचालक उद्योगों में आमतौर पर अपनाया सामग्री योग्यता तकनीक है और कैरियर जीवनकाल के nondestructive माप । विशेष रूप से, सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) के लिए, तीन प्रमुख तकनीकों लागू: μ-pcd, समय का समाधान photoluminescence (tr-PL), और समय का समाधान मुक्त वाहक अवशोषण (tr-fca)2,3,4,5 ,6,7. इन तकनीकों में, μ-pcd सबसे व्यापक रूप से कार्यरत है क्योंकि अन्य दो की तुलना में यह सतह खुरदरापन संवेदनहीनता को दर्शाती है (यानी, किसी भी दिए गए विभिन्न सतह खुरदरापन8,9,10 के लिए औसत दर्जे का ) और उत्तेजित वाहक के लिए उच्च संकेत संवेदनशीलता (यानी, एक इष्टतम माइक्रोवेव घटक का उपयोग कर) । सामांय में,-pcd सिक और अंय अर्धचालक सामग्री में वाहक जीवनकाल मापन के लिए पसंद किया गया है2,5,6,11,12,13 ,14,15,16,17,18,19।
माप प्रोटोकॉल और के सिद्धांत-pcd1,20,21 यहां विस्तृत है । सिद्धांत रूप में, यह एक जांच के रूप में परिलक्षित माइक्रोवेव का उपयोग करता है । यहाँ एक प्रतिदर्श त्(σ) का माइक्रोवेव परावर्तकता परावर्तित माइक्रोवेव तीव्रता च्(σ) तथा आपतित माइक्रोवेव तीव्रता च् के मध्य अनुपात के समतुल्य है जैसाकि समीकरण 1 द्वारा व्यक्त किया गया है:
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59007/59007eq1.jpg">1
एक नाड़ी लेजर के विकिरण द्वारा, एक नमूना σ की चालकता के लिए σ + Δσ; इसी प्रकार, त् (σ) r(σ+ δσ) में परिवर्तित हो जाता है । इस प्रकार, ΔR समीकरण 2 द्वारा दिया जाता है:
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/59007/59007eq2.jpg">2
क्षोभ में (छोटे Δσ) सन्निकटन, त्(σ + δσ) टेलर श्रृंखला में उपज के लिए विकसित किया गया है
<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/59007/59007eq3.jpg">3
जबकि Δσ हो जाता है
<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/59007/59007eq4.jpg">, (4)
जहां ु प्राथमिक आवेश है,- च् होल गतिशीलता है,- द इलेक्ट्रॉन गतिशीलता है, तथा Δच् अधिक वाहक सांद्रता है । पिछले समीकरणों से,<img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/59007/59007eq5.jpg">ΔR और Δp इससे संबंधित है
<img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/59007/59007eq6.jpg">. 5
अधिक वाहक सांद्रता पर माइक्रोवेव परावर्तन की निर्भरता की अनुमति देता है-PCD अतिरिक्त वाहकों के समय क्षय का निरीक्षण करने के लिए, जिसका उपयोग हम सेमीकंडक्टर सामग्री के वाहक जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए कर सकते हैं ।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1061px;" width="1061">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:171px;">n-type 4H-SiC epilayer</td>
			<td style="width:533px;">Ascatron AB http://ascatron.com/</td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:249px;">Sample</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">266 nm pulsed laser</td>
			<td>CryLaS GmbH http://www.crylas.de/</td>
			<td style="width:108px;">FQSS 266-50&#160;</td>
			<td>Excitation light source</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:171px;">Photodiode</td>
			<td>THORLABS https://www.thorlabs.com/index.cfm</td>
			<td style="width:108px;">DET10A/M</td>
			<td>Trigger signal detection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Schottky barrier diode</td>
			<td style="width:533px;">ASI http://www.advancedsemiconductor.com/</td>
			<td style="width:108px;">1N23WE</td>
			<td>Reflected microwave detection</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:171px;">Gun diode&#160;</td>
			<td style="width:533px;">Microsemi https://www.microsemi.com/</td>
			<td style="width:108px;">MO86751C</td>
			<td>Microwave generation source</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">E-H tuner&#160;</td>
			<td>SPC ELECTRONICS CORPORATION http://www.spc.co.jp/index.html</td>
			<td></td>
			<td>microwave component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Circulator</td>
			<td>SPC ELECTRONICS CORPORATION http://www.spc.co.jp/index.html</td>
			<td></td>
			<td>microwave component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rectangular waveguide</td>
			<td>SPC ELECTRONICS CORPORATION http://www.spc.co.jp/index.html</td>
			<td></td>
			<td>microwave component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Double ridge waveguide</td>
			<td>SPC ELECTRONICS CORPORATION http://www.spc.co.jp/index.html</td>
			<td></td>
			<td>microwave component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:171px;">Crystal mount</td>
			<td>SPC ELECTRONICS CORPORATION http://www.spc.co.jp/index.html</td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td>microwave component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:171px;">Acetone</td>
			<td>KANTO CHEMICAL CO.,INC. https://www.kanto.co.jp/</td>
			<td style="width:108px;">GE00001</td>
			<td>Sample cleaning</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:171px;">Sulfuric acid</td>
			<td>KANTO CHEMICAL CO.,INC. https://www.kanto.co.jp/</td>
			<td style="width:108px;">GE00257</td>
			<td>Acidic aqueous solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:171px;">Hydrochloric acid</td>
			<td>KANTO CHEMICAL CO.,INC. https://www.kanto.co.jp/</td>
			<td style="width:108px;">GE00238</td>
			<td>Acidic aqueous solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:171px;">Hydrogen fluoride</td>
			<td>KANTO CHEMICAL CO.,INC. https://www.kanto.co.jp/</td>
			<td style="width:108px;">18083-1B</td>
			<td>Acidic aqueous solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:171px;">Sodium hydroxide</td>
			<td>KANTO CHEMICAL CO.,INC. https://www.kanto.co.jp/</td>
			<td style="width:108px;">37184-00</td>
			<td>Alkaline aqueous solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:171px;">Sodium sulfate</td>
			<td>KANTO CHEMICAL CO.,INC. https://www.kanto.co.jp/</td>
			<td style="width:108px;">37280-00</td>
			<td>Neutral aqueous solution</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

carrier lifetime measurements in semiconductors through the microwave photoconductivity decay method

इस काम के एक प्रोटोकॉल को रोजगार माइक्रोवेव, फोटोकंडेक्टिविटी क्षय (μ-pcd) अर्धचालक सामग्री में वाहक जीवनकाल के मापन के लिए, विशेष रूप से SiC प्रस्तुत करता है । सैद्धांतिक रूप से उत्तेजना द्वारा उत्पन्न अर्धचालक में अतिरिक्त वाहकों को समय के साथ संयोजित किया जाता है और बाद में साम्य अवस्था में वापस आ जाता है । इस पुनर्संयोजन के स्थिर समय को वाहक जीवनकाल, अर्धचालक सामग्री और उपकरणों में एक महत्वपूर्ण पैरामीटर के रूप में जाना जाता है, जिसके लिए एक noncontact और nonविध्वंसकारी माप की आवश्यकता होती है, जो आदर्श रूप से-PCD द्वारा प्राप्त की जाती है । एक नमूने के विकिरण के दौरान, माइक्रोवेव का एक हिस्सा सेमीकंडक्टर नमूने द्वारा परिलक्षित होता है । सूक्ष्मतरंग परावर्तकता प्रतिदर्श चालकता पर निर्भर करती है, जिसका कारण वाहकों को माना जाता है । इसलिए, अधिक वाहकों के समय क्षय परिलक्षित माइक्रोवेव तीव्रता का पता लगाने के माध्यम से मनाया जा सकता है, जिसका क्षय वक्र वाहक जीवनकाल के आकलन के लिए विश्लेषण किया जा सकता है । परिणाम में अर्धचालक सामग्री और उपकरणों में वाहक जीवनकाल मापने में-PCD प्रोटोकॉल की उपयुक्तता की पुष्टि करें ।

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Carrier Lifetime Measurements in Semiconductors through the Microwave Photoconductivity Decay Method

सेमीकंडक्टर्स में महत्वपूर्ण भौतिक मापदंडों में से एक के रूप में, कैरियर जीवनकाल इस के साथ साथ एक प्रोटोकॉल माइक्रोवेव, फोटोकंडेक्टिविटी क्षय विधि को रोजगार के माध्यम से मापा जाता है ।

कैरियर जीवनकाल मापन अर्धचालकों में माइक्रोवेव के माध्यम से प्रकाशचालकता क्षय विधि

This work presents a protocol employing the microwave photoconductivity decay (&#956;-PCD) for measurement of the carrier lifetime in semiconductor ...

कैरियर लाइफटाइम सेमीकंडक्टर तरंग विश्लेषण और सामग्री के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। हमें वाहक जीवनकाल के विपथन के लिए एक सामान्य विधि की आवश्यकता है । यहां, हम माइक्रोवेव फोटोकंडक्टिविटी क्षय का परिचय देते हैं जिसे माइक्रो-पीसीडी कहा जाता है।माइक्रो-पीसीडी आमतौर पर पुराना है माइक्रो-पीसीडी आमतौर पर पुराना होता है क्योंकि यह लंबा आचरण और लंबा विघटनकारी तरीका है। इस विधि का एक और लाभ किसी भी संरचनाओं की सामग्रियों के विचलन का पालन करने के लिए असंवेदनशीलता है। प्रक्रिया का प्रदर्शन ताकातो असाडा, मेरी प्रयोगशाला से एक छात्र होगा।इस प्रक्रिया को शुरू करने के लिए, एक एन-टाइप 4H सिलिकॉन कार्बाइड एपिलेयर तैयार करें। एक अल्ट्रासोनिक वॉशर का उपयोग करके, पांच मिनट के लिए एसीटोन के साथ नमूना धोएं, पांच मिनट के लिए पानी का पालन करें। इसके बाद, नमूना सतह पर नमी को दूर करने के लिए नाइट्रोजन बंदूक का उपयोग करें।इसके बाद, सल्फ्यूरिक एसिड, हाइड्रोजन क्लोराइड, सोडियम सल्फेट, सोडियम हाइड्रोक्साइड, या हाइड्रोफ्लोरिक एसिड का एक वजन प्रतिशत का एक मोलर तैयार करें। मापा जाने वाला एक जलीय समाधान तैयार करें। फिर जलीय समाधान को क्वार्ट्ज सेल में डालें।तैयार नमूने को सेल में स्थानांतरित करें, और इसे जलीय समाधान में विसर्जित करें। मापने के उपकरण तैयार करने के लिए, प्रकाश स्रोत को उत्तेजित करने के लिए 266 नैनोमीटर स्पंदित लेजर की बिजली आपूर्ति चालू करें। इसके बाद लेजर मोड को स्टैंडबाई पर सेट करें।स्पंदित लेजर और एक आदोलनकर्ता को बीएनसी केबल से कनेक्ट करें। ऑसिलेटर चालू करें और स्पंदित लेजर के लिए 100 हर्ट्ज पल्स वेव इनपुट करें। इसके बाद, अधिग्रहण को ट्रिगर करने के लिए ओसिलोस्कोप से एक फोटोडियोड को बीएनसी केबल से जोड़ें।फिर फोटोडिओड चालू करें। इसके बाद, सुरक्षा चश्मा पर डाल दिया। पल्स लेजर को विकिरणित करें और लेजर लाइट के ऑप्टिकल पथ पर माइक्रोवेव वेव गाइड के एपर्चर को प्रकाश के लंबवत दिशा में रखें।स्पंदित लेजर के ऑप्टिकल पथ पर एक आधा दर्पण स्थापित करें और फोटोडिओड के लिए पल्स लेजर को प्रतिबिंबित करें। इसके बाद, ऑसिलोस्कोप चालू करें और एक वोल्टेज पर ट्रिगर सीमा निर्धारित करें जो फोटोडायोड से सिग्नल का पता लगाने के लिए पर्याप्त है। फिर एक ऑसिलोस्कोप के साथ ट्रिगर आवृत्ति की जांच करें और यदि आवश्यक हो तो इसे ट्यून करें।इसके बाद, स्टैंडबाय पर लेजर मोड सेट करें। परिलक्षित माइक्रोवेव का पता लगाने के लिए एक माइक्रोवेव तरंग गाइड में एक शॉटकी बाधा डायोड और एक BNC केबल के साथ ऑसिलोस्कोप के एक संकेत इनपुट चैनल कनेक्ट करें । इसके बाद बंदूक के डायोड पर 9.5 वोल्ट ऑपरेटिंग वोल्टेज लगाएं।क्वार्ट्ज सेल को अपर्चर के सामने स्टैंड पर यथासंभव करीब रखें और टेप के साथ ठीक करें। वाहक जीवनकाल को मापने के लिए, लेजर प्रकाश दोलन चालू करें और प्रकाश को नमूने में युगा दें। ऑप्टिकल पथ पर एक आधा तरंग प्लेट, एक ध्रुवीकरण, और एक बिजली मीटर रखें।बिजली मीटर के लिए पल्स लेजर eradiate। लेजर की उत्तेजन तीव्रता की जांच करें। फिर उत्तेजना तीव्रता के नियंत्रण के लिए आधा तरंग कोण समायोजित करें।बाद में, ऑप्टिकल पथ से बिजली मीटर हटा दें। ऑसिलोस्कोप के समय और वोल्टेज तराजू को समायोजित करें ताकि पीक सिग्नल ऑसिलोस्कोप पर प्रदर्शित हो। इसके बाद, ई-एच ट्यूनर के माध्यम से माइक्रोवेव के आयाम और चरण को समायोजित करें।ऑसिलोस्कोप की जांच करें और ई-एच ट्यूनर की तलाश करें जहां पीक सिग्नल अधिकतम है। सिग्नल में ई-एच ट्यूनर परिणाम का असफल समायोजन खो गया। इस कदम को सबसे सावधानी से किया जाना चाहिए।अब, समझौता ओवरट्यूनिंग यील्ड ट्यूनर रिकॉर्ड और गलत माप। डेटा प्रक्रियाओं में ट्यूनिंग विफलता की पुष्टि नहीं की जा सकती है। ऑसिलोस्कोप के समय पैमाने को समायोजित करें और ऑसिलोस्कोप पर माप क्षेत्र में एक क्षय वक्र स्केच करें।सिग्नल-टू-शोर अनुपात में सुधार करने के लिए मनमाने ढंग से संख्या में समय के लिए सिग्नल का औसत। फिर माप डेटा को एक इलेक्ट्रॉनिक फ़ाइल के रूप में मेमोरी ड्राइव में सहेजें। डेटा को संसाधित करने के लिए, सिग्नल डेटा को एक व्यक्तिगत कंप्यूटर पर आयात करें और प्रयोग से प्राप्त क्षय घटता को समय के कार्य के रूप में प्लॉट करें।पृष्ठभूमि शोर स्तर के औसत मूल्य की गणना करें, इसे क्षय संकेत से घटाएं, और इसे समय के कार्य के रूप में प्लॉट करें। क्षय संकेत के चरम मूल्य का पता लगाएं और फिर पीक मूल्य द्वारा क्षय संकेत विभाजित। यह भूखंड हवा में और जलीय समाधानों में एन-टाइप 4H सिलिकॉन कार्बाइड के माइक्रो-पीसीडी क्षय घटता दिखाता है।जलीय समाधानों में 4H सिलिकॉन कार्बाइड के सिलिकॉन चरण में 266 नैनोमीटर की उत्तेजना प्रकाश को विकिरणित किया गया था। क्षय घटता का समय अम्लीय जलीय समाधानों में डूबे नमूने के साथ लंबा था, जिसका अर्थ है कि अम्लीय समाधान सिलिकॉन चरण पर सतह राज्यों को निष्क्रिय कर देते हैं और अतिरिक्त वाहकों की सतह पुनर्संयोजन कम होते हैं। कृपया ध्यान रखें ये वर्तमान गुण साउंडप्रूफ हैं।उच्च चालकता साउंडप्रूफ के माप के साथ, सिग्नल ताकत छोटी होगी। ऐसे में सिग्नल का बंटवारा रिग्रेड किया जाएगा। गर्म प्लेट पर नमूना दबाते समय हॉटवेयर को उड़ाने से उच्च तापमान माप किया जा सकता है।उच्च तापमान माप के माध्यम से, हम विभिन्न 15 वाहक जीवनकाल के गुणों की अटकलें लगाते हैं। यह विधि पारंपरिक अर्धचालक उद्योग में मालिकाना में रही है। इस विधि के साथ, हम 40 ओम समान प्रवाहकीय सामग्री और उनकी सतह गुणों को पूरक चिह्नित कर सकते हैं।स्पंदित किरणें खतरनाक होती हैं। सुरक्षा चश्मे का उपयोग करना सुनिश्चित करें और प्रकाश प्रतिबिंब को रोकने के लिए घड़ियां न पहनें।

Research

JoVE Journal

Engineering

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When a laser is mode-locked, it emits a train of ultra-short pulses at a repetition rate determined by the laser cavity length. This article outlines a ...

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समय हल माइक्रोवेव चालकता के माध्यम से पतली फिल्म फोटोवोल्टिक सामग्री में पुनर्संयोजन गतिशीलता

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