Rev. Phys. Appl. (Paris) 17, 759-767 (1982)
DOI: 10.1051/rphysap:019820017011075900

Analyse d'une méthode D.L.T.S. utilisant une détection synchrone mesurant l'harmonique deux du signal de capacité

A. Le Bloa¹ et P.N. Favennec<sup>2

1</sup>  Groupe d'Electronique et de Physique des Matériaux, Université de Rennes I, Avenue du Général Leclerc, 35042 Rennes Cedex, France
²  Groupement I.C.M./T.O.H., Centre National d'Etudes des Télécommunications, Lannion B, 22301 Lannion, France

Abstract
A D.L.T.S. method using a lock-in amplifier is described whose setting up is simple. This method reduces the influence of the capacimeter transient response upon measurements and suppresses the direct component of the capacitance signal. The detection of second harmonic permits a better selectivity than the detection of the fundamental. Limiting to half a period the capacitance signal steps down the noise in measuring the Fourier coefficients a1, a2, b2 of this signal. A single temperature scanning is sufficient for determining the defect « signature ». By way of example three defects are characterized in an oxygen multi-implanted Ga As sample : respective activation energy of them are 0.22, 0.29 and 0.39 eV.

Résumé
Nous décrivons une méthode D.L.T.S. utilisant une détection synchrone dont la mise en oeuvre est simple ; cette méthode réduit l'influence sur les mesures de la réponse transitoire du capacimètre et élimine la composante continue de la capacité. La détection de l'harmonique deux présente alors une meilleure sélectivité que la détection du fondamental. La limitation à une demi-période du signal de capacité à l'entrée de la détection synchrone réduit le bruit de fond pour les coefficients de Fourier a1, a2, b 2 de ce signal. Une seule remontée de température est suffisante pour déterminer la signature des défauts. Nous caractérisons trois défauts d'énergie d'activation respective : 0,22 ; 0,29 ; 0,39 eV dans un échantillon de Ga As multi-implanté en oxygène.

PACS
0750 - Electrical instruments and techniques.
7155F - Impurity and defect levels in tetrahedrally bonded nonmetals.
7310Z - Other electric variables measurement.

Key words
deep level transient spectroscopy -- gallium arsenide -- III V semiconductors -- oxygen -- GaAs:O -- semiconductors -- DLTS method -- lock in amplifier -- capacimeter transient response -- capacitance signal -- second harmonic -- Fourier coefficients -- temperature scanning -- activation energy