новая папка 1 / 747916

Характерным преимуществом этого метода является совпадение градуировочных кривых для различных полупроводников. Это обусловлено тем, что глубина проникновения электромагнитного поля в образец определяется магнитной проницаемостью полупроводника, а эта величина для всех полупроводниковых материалов не отличается от единицы. Таким образом, градуировкой, полученной, например, по хорошо измеренным германиевым образцам, можно пользоваться для определения таких полупроводников, как GaAs и др.

Получили распространение также бесконтактные методы, в которых используются колебания СВЧ-диапазона (приблизительно 10 ГГц). Наиболее точными из них являются резонаторные методы. В области СВЧ добротность объемных резонаторов велика, поэтому внесение в резонатор полупроводникового образца резко снижает добротность. Образец либо помещают внутрь резонатора, либо закрывают им отверстие в стенке резонатора.

Метод измерения сводится к нахождению зависимости отношения прошедшей мощности к падающей от удельного сопротивления образцов. Градуировку производят по специальным образцам – эталонам.

21

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Цель работы: измерение удельного сопротивления предложенных преподавателем полупроводниковых образцов четырехзондовым методом.

2.1 Измерительная установка

На рис. 7 представлена блок-схема измерительной установки.

Рис. 7 Блок-схема измерительной установки.

0, 1, 2, 3, 4 – клеммы подключения измерительных приборов 5, 6 – клеммы подключения блока питания 7 – тумблер переключения режимов работ

8 – тумблер переключения полярности питания

9 – переключатель резисторов ограничения тока А – разъем для подключения блока измерительной головки Б – блок измерительной головки

Нумерация клемм 1, 2, 3, 4 совпадает с нумерацией зондов

измерительной головки сверху вниз.

22

2.2Методика проведения измерений

1.Подсоединить измерительные приборы (мультимеры) к блоку коммутации согласно рис. 7.

2.Исходное положение тумблеров 7, 8 – вверх.

3.Зонды измерительной головки в исходном положении, указатель в центре рабочего стола.

4.Перевести зонды измерительной головки в промежуточное положение.

5.Расположить в центре рабочего стола измеряемую пластину.

6.Перевести зонды измерительной головки в крайнее левое положение и

произвести	плавное опускание измерительной головки на
измеряемую	пластину.	Плавность	опускания	определяется

микролифтом модуля блока головки. Ускорять или тормозить микролифт категорически запрещено.

7.Включить мультимеры.

8.Включить блок питания и, плавно вводя напряжение, снять значения показаний мультимеров (ток через образец ~ 0,7÷100 мА, напряжение на центральных зондах ~ 1,0÷100 мВ).

9.Перевести тумблер 8 в нижнее положение и провести измерения согласно пункту 8 для измененной полярности.

10.Включить блок питания, перевести блок головок в промежуточное положение, перевернуть пластину и провести измерения для обратной стороны согласно пунктам 5÷8.

11.Измерения по п.п. 5÷8 произвести для всех пластин, предложенных преподавателем.

12.По формуле (1) произвести вычисления удельного сопротивления для каждого измерения (расстояние между зондами 1 мм), размерность удельного сопротивления Ом·см.

23

13.По полученным четырем результатам вычислить для каждого образца среднее значение ρ (Ом·см)

ср 1 4 i

4 i 1

14.Все результаты измерений свести в таблицу.

15.По завершении работы выключить блок питания, мультимеры и зондовую головку перевести в исходное положение.

16.Обобщить полученные результаты, свести их в таблицу и сделать мотивированные выводы по проделанной работе.

24

3.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие материалы относятся к полупроводниковым?

2.Какова роль поверхности в оценке свойств полупроводниковых материалов?

3.В чем состоят принципиальные отличия в отношении к электрическому полю металлов, полупроводников и диэлектриков?

4.Каковы особенности измерения удельного сопротивления полупроводников?

5.Как можно изменять уровень электрического сопротивления полупроводников?

6.В чем заключается компенсационный метод измерения напряжения?

7.В чем заключается сущность и основные достоинства зондовых методов измерения удельного сопротивления?

8.	Охарактеризуйте двухзондовый метод измерения				удельного
	сопротивления полупроводников, перечислите его основные
	недостатки.
9.	Приведите основные источники погрешностей при измерении
	удельного сопротивлений четырехзондовым методом и укажите
	способы уменьшения их влияния.
10.Перечислите основные принципы, лежащие в основе					измерения
	удельного	сопротивления	бесконтактными	метолами,		и
	требования, предъявляемые к образцам для этих случаев.

25

4.Список рекомендуемой литературы

1.Смирнов В. И. Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур: учебное пособие / В. И. Смирнов. – Ульяновск: УлГТУ, 2012. – 75 с.

2.Павлов П. В. Физика твердого тела / П.В. Павлов, А. Ф. Хохлов. – Москва: Высшая школа, 2015. – 496 с.

3.Павлов Л. П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов / Л. П. Павлов. – Москва : Высшая школа, 1987. – 239 с.

4.Рембеза С. И. Методы измерения основных параметров полупроводников / С. И. Рембеза. – Воронеж: Изд-во ВГУ, 1989. – 221 с.

26

У ч е б н о е и з д а н и е

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

ЧЕТЫРЕХЗОНДОВЫМ МЕТОДОМ

Учебно-методическое пособие

Составители:

Владимирова Людмила Николаевна, Петраков Владимир Иванович, Коняев Иван Васильевич, Калашников Андрей Васильевич

Издано в авторской редакции

Подписано в печать 14.02.2019. Формат 60×84/16 Уч.-изд. л. 1,4. Усл. печ. л. 1,6. Тираж 25. Заказ 49

Издательский дом ВГУ 394018 Воронеж, пл. им. Ленина, 10

Отпечатано с готового оригинал-макета

втипографии Издательского дома ВГУ 394018 Воронеж, ул. Пушкинская, 3

27