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Spectroscopie des niveaux profonds (DLTS)

Produits reliés: MFIA, MF-IA, HF2TA, HF2LI

Deep Level Transient Spectroscopy Application Diagram using the Zurich Instruments MFIA Impedance Analyzer

Figure 1: Montage DLTS avec l'analyseur d'impédance MFIA.

Description de l'application

La DLTS (de l'anglais "deep level transient spectroscopy") est une technique puissante de mesure de la concentration des porteurs de défauts ainsi que leur énergie de liaison dans les matériaux semi-conducteurs. La technique consiste à mesurer les transitoires de capacité à différentes températures. La jonction semi-conductrice est d'abord polarisée en inverse pour épuiser la majeure partie des porteurs de charge mobiles ; ensuite, comme la tension de polarisation inverse est brièvement mise à zéro par une impulsion de tension positive, les pièges vides sont remplis. Après l'impulsion de tension positive, la jonction est à nouveau polarisée en inverse : des charges sont progressivement émises et provoquent une modification de la capacité.

Stratégies de mesure

Les transitoires de capacité peuvent être mesurés avec l'analyseur d'impédance MFIA sur un long intervalle de temps et avec une haute résolution temporelle pour capturer un transitoire complet. Grace à l'outil Plotter de LabOne®, il est facile de configurer une nouvelle mesure (voir Figure 2).

Le MFIA peut mesurer un transitoire de capacité à des fréquences allant de 1 mHz à 5 MHz sur une échelle de temps de 10 us (à 1 MHz). L'outil d'acquisition de données (DAQ) de LabOne peut être déclenché soit par un générateur d'impulsions externe, soit par une impulsion de polarisation générée en interne (voir Figure 3). Avec l'outil DAQ, l'ensemble du transitoire peut être capturé de manière fiable à une résolution temporelle élevée et pour des fenêtres à long terme, y compris l'état stable avant l'événement déclencheur (grâce à la mémoire interne).

La détection synchrone à double canal inclue avec le MFIA permet de capturer le transitoire de courant en même temps que le transitoire de capacité. Cela peut être réalisé sur une échelle de temps plus courte que pour les mesures de capacité, mais n'inclut pas d'informations sur la capacité absolue.

The Plotter module of LabOne

Figure 2: Outil Plotter de  LabOne montrant les trois paramètres de la mesure transitoire : la tension d'impulsion appliquée (trace bleue), le changement de capacité résultant (trace rouge) et le changement de courant correspondant (trace verte).

The DAQ module of LabOne

Figure 3: Outil d'acquisition de données LabOne montrant un transitoire unique dont la moyenne est calculée 20 fois. Les marqueurs horizontaux et verticaux montrent que la différence de capacité est de 6 fF et que le temps nécessaire pour capturer ce transitoire est de 10 us.

Pourquoi choisir Zurich Instruments

  • Le MFIA peut être considéré comme une alternative supérieure au Boonton 7200, qui n'est plus disponible, grâce à son numériseur intégré, à sa plage de mesure de capacité plus large et à sa fréquence de travail flexible. De plus, LabOne est livré avec un certain nombre d'outils qui vous permettent de contrôler et d'optimiser votre expérience.
  • Les API prises en charge par LabOne permettent l'intégration du MFIA dans des montages expérimentaux complexes et le contrôle de la température via des E/S analogiques.
  • Une entrée de courant à huit niveaux garantit que l'instrument n'est pas surchargé lorsque l'impulsion de polarisation inverse est appliquée.

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Application Notes

Zurich Instruments

Application Brief - Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS)

Zurich Instruments

Laplace Deep Level Transient Spectroscopy using the MFIA

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