القياس الكهربائي لأشباه الموصلات

القياس الكهربائي لأشباه الموصلات

من أجل تلبية احتياجات أجهزة أشباه الموصلات المختلفة ، يجب قياس المعلمات الكهربائية للمواد. هذه المعلمات بشكل عام هي المقاومة ، وتركيز الناقل ، ونوع التوصيل ، والتنقل ، والعمر ، وتوزيع تركيز الناقل. تشمل طرق القياس أربعة مجسات ، وثلاثة مجسات ، ومقاومة ممتدة ، وطريقة السيرة الذاتية ، وقياس القاعة.

بالنسبة لمقاومة مواد أشباه الموصلات ، يتم استخدام أربعة مجسات وثلاثة مجسات ومقاومة ممتدة بشكل عام.

طريقة المجسات الأربعة هي الطريقة التي يتم استخدامها غالبًا ، مع مبادئ بسيطة ومعالجة سهلة للبيانات. نطاق القياس هو 10-3-104 متر. يمكنه التمييز بين اتساق المواد على مستوى المليمتر. إنها مناسبة لقياس مقاومة مواد أشباه الموصلات ، والطبقات ذات الشكل الخاص ، والمواد فوق المحورية وطبقات الانتشار ، وطبقات غرس الأيونات ، ويمكن أن توفر قياسًا سريعًا وغير مدمر وأكثر دقة.

عند استخدام طريقة المجسات الأربعة لقياس مقاومة مادة الطبقة فوق المحورية من نفس نوع الموصلية والركيزة منخفضة المقاومة ، نظرًا لأن التيار المتدفق عبر المادة سيكون قصير الدائرة في الركيزة منخفضة المقاومة ، تكون النتيجة أن الركيزة والمقاومة فوق المحور متصلان بالتوازي النتيجة الإجمالية ، في هذا الوقت ، من الضروري اعتماد طريقة المجسات الثلاثة ، طريقة المقاومة الممتدة ، إلخ.

تستخدم طريقة المجسات الثلاثة خصائص الجهد العكسي للتلامس بين المسبار المعدني ومادة أشباه الموصلات وتقيس الجهد في وقت الانهيار للحصول على معرفة بمقاومة المادة.

تستخدم طريقة CV خصائص السعة لتقاطع PN أو حاجز Schottky في التحيز العكسي للحصول على معلومات حول تركيز الشوائب وتوزيعها في المادة. يسمى هذا النوع من القياس بتقنية قياس السيرة الذاتية ، ويمكن أن يوفر هذا النوع من القياس معلومات عن انتظام المقطع العرضي للمواد وتوزيع تركيز الشوائب الطولية ، لذلك فهو يتمتع بمزايا أكبر من أربعة مجسات وثلاثة مجسات وما إلى ذلك. يمكن للمقاومة الممتدة أيضًا قياس التوزيع الطولي ، فهي تتطلب أن تكون العينة بزاوية ، ومع ذلك ، لا يمكن لطريقة CV قياس توزيع المواد فوق المحور فقط على ركائز منخفضة المقاومة من النوع نفسه ، ولكن أيضًا قياس توزيع المواد فوق المحورية طبقات ذات شكل خاص للركائز عالية المقاومة.

قياس القاعة في قياس مواد أشباه الموصلات ، فإن تأثير هول له مجموعة واسعة من التطبيقات ، استخدمه لدراسة عملية التوصيل أو ظواهر النقل لمواد أشباه الموصلات ، ويمكنه توفير معلومات عن نوع الموصلية للمادة ، وتركيز الناقل ، وتأين الشوائب الطاقة (بما في ذلك الشوائب العميقة والضحلة) ، وفجوة النطاق ، والتنقل ، وتعويض الشوائب.