半導(dǎo)體測試技術(shù)課件第一章 第1節(jié) 導(dǎo)電類型測量(to student)

1、第一章第一章 半導(dǎo)體材料導(dǎo)電型號、電阻率、半導(dǎo)體材料導(dǎo)電型號、電阻率、少數(shù)載流子壽命的測量少數(shù)載流子壽命的測量第一節(jié)第一節(jié) 導(dǎo)電型號的測量導(dǎo)電型號的測量 電子電子 + 空穴空穴 一、半導(dǎo)體的導(dǎo)電一、半導(dǎo)體的導(dǎo)電電子電子空穴空穴 p型：型：半導(dǎo)體單晶中摻入了受主雜質(zhì) (B/Mg 等II族或III族元素）；空穴是多數(shù)載流子，即半導(dǎo)體主要依靠空穴來導(dǎo)電； n型：型：半導(dǎo)體單晶中摻入了施主雜質(zhì)(P/S 等VI或VII族元素） ；電子是多數(shù)載流子，即半導(dǎo)體主要依靠電子來導(dǎo)電。摻雜半導(dǎo)體可分為兩種導(dǎo)電型號：摻雜半導(dǎo)體可分為兩種導(dǎo)電型號：l 不同類型的半導(dǎo)體是形成半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。如二極管(p-n)、三極管

2、(n-p-n或p-n-p)等等。因此，測量半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型是制作半導(dǎo)體器件的依據(jù)。 二、導(dǎo)電型號測量的意義二、導(dǎo)電型號測量的意義l 冷熱探針法l 單探針點(diǎn)接觸整流法l 三探針法 三、常用測量方法三、常用測量方法1、冷熱探針法、冷熱探針法l 測量方法及原理測量方法及原理 冷熱探針法是利用溫差電效應(yīng)溫差電效應(yīng)來測量半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型。通過判斷溫差電流的方向或溫差電勢的極性來區(qū)分半導(dǎo)體的型號。2、單探針點(diǎn)接觸整流法、單探針點(diǎn)接觸整流法l 測量方法及原理測量方法及原理 將金屬探針與半導(dǎo)體進(jìn)行點(diǎn)接觸，利用金屬探金屬探針與半導(dǎo)體接觸時的整流特性針與半導(dǎo)體接觸時的整流特性進(jìn)行半導(dǎo)體型號的判斷。金屬與半導(dǎo)體

3、的接觸金屬與半導(dǎo)體的接觸 (1) 整流接觸：整流接觸：在這種接觸中，只有當(dāng)金屬-半導(dǎo)體兩端施加一定方向的電壓時，金屬-半導(dǎo)體才能導(dǎo)電；是一種單向?qū)щ?。也叫肖特基接觸。這種接觸可以等效為一個具有整流特性的肖特基二極管。 G 與與Si形成整流接觸的金屬材料：形成整流接觸的金屬材料：鎢、金鎢、金 （1）當(dāng)鎢與n型半導(dǎo)體接觸時，是正向?qū)щ姡ń饘偌诱妷?，半?dǎo)體加負(fù)電壓時產(chǎn)生電流，反之不產(chǎn)生) （2）當(dāng)鎢與p型半導(dǎo)體接觸時，是反向?qū)щ姡ó?dāng)金屬加負(fù)電壓，半導(dǎo)體加正電壓時產(chǎn)生電流 ，反之不產(chǎn)生) 因此，利用p型和n型半導(dǎo)體在點(diǎn)接觸整流特性的差異，可以來判斷半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型。p - Va + I + Va -

4、 I(2) 歐姆接觸：歐姆接觸：在這種接觸中，金屬-半導(dǎo)體兩端施加正負(fù)兩個方向的電壓均可導(dǎo)電，是一種接觸電阻很小的雙向?qū)щ?。這種接觸可以等效為一個阻值較低的電阻。 SM歐姆接觸歐姆接觸Rc0.02歐姆 G 與與Si材料形成歐姆接觸的金屬材料：材料形成歐姆接觸的金屬材料： 鉛、鎳； n型Si與五價元素合金（Au-As)構(gòu)成歐姆接觸； p型Si與三價元素合金（Au-Ga)構(gòu)成歐姆接觸。 (a) 利用檢流計(jì)指示利用檢流計(jì)指示 (b)利用示波器指示利用示波器指示 (2) p型和型和n型半導(dǎo)體的判別型半導(dǎo)體的判別3、三探針法、三探針法 自學(xué)自學(xué)基于冷熱探針法的導(dǎo)電類型鑒別儀基于冷熱探針法的導(dǎo)電類型鑒別儀

5、 探針材料鎢棒，熱筆采用PTC發(fā)熱體加熱 (3) 專用測試設(shè)備專用測試設(shè)備采用整流法和溫差法的導(dǎo)電類型鑒別儀采用整流法和溫差法的導(dǎo)電類型鑒別儀 溫差法：10-4Cm104Cm； 整流法：10-2Cm104Cm 四、測量方法的運(yùn)四、測量方法的運(yùn)用用五、測準(zhǔn)條件五、測準(zhǔn)條件本小節(jié)術(shù)語本小節(jié)術(shù)語l 導(dǎo)電型號l 導(dǎo)電載流子：電子、空穴l 摻雜： P型摻雜、N型摻雜 l 多數(shù)載流子（簡稱多子） 少數(shù)載流子（簡稱少子）l 溫差電效應(yīng) 溫差電動勢l 整流接觸 歐姆接觸 接觸電阻第一章作業(yè)第一章作業(yè)1 1、半導(dǎo)體材料主要有哪兩種導(dǎo)電型號？它們各自有什么特點(diǎn)？、半導(dǎo)體材料主要有哪兩種導(dǎo)電型號？它們各自有什么特點(diǎn)

6、？2 2、什么是半導(dǎo)體溫差電效應(yīng)？、什么是半導(dǎo)體溫差電效應(yīng)？3 3、畫出冷熱探針法測量導(dǎo)電型號的原理示意圖，并簡述判別原理與方法。、畫出冷熱探針法測量導(dǎo)電型號的原理示意圖，并簡述判別原理與方法。4 4、什么是整流接觸？什么是歐姆接觸？各自有什么特點(diǎn)？、什么是整流接觸？什么是歐姆接觸？各自有什么特點(diǎn)？5 5、根據(jù)圖、根據(jù)圖1-41-4，簡述單探針點(diǎn)接觸法測量導(dǎo)電型號的原理。，簡述單探針點(diǎn)接觸法測量導(dǎo)電型號的原理。6 6、以、以p p型半導(dǎo)體為待測樣品，畫出三探針法的測量示意圖以及等效電路型半導(dǎo)體為待測樣品，畫出三探針法的測量示意圖以及等效電路圖，并根據(jù)等效電路圖，分析檢流計(jì)中的電流方向。圖，并根據(jù)等效電路圖，分析檢流計(jì)中的電流方向。7 7、冷熱探針法和點(diǎn)接觸探針法各自適合什么類型的樣品測量？、冷熱探針法和點(diǎn)接觸探針法各自適合什么類型的樣品測量？8 8、樣品在進(jìn)行電學(xué)參數(shù)測量時，為什么要進(jìn)行電磁屏蔽和光屏蔽？、樣品在進(jìn)