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

1、第一章第一章 半導體材料導電型號、電阻率、半導體材料導電型號、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) 導電型號的測量導電型號的測量 電子電子 + 空穴空穴 一、半導體的導電一、半導體的導電電子電子空穴空穴 p型：型：半導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，即半導體主要依靠空穴來導電； n型：型：半導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，即半導體主要依靠電子來導電。摻雜半導體可分為兩種導電型號：摻雜半導體可分為兩種導電型號：l 不同類型的半導體是形成半導體器件的基礎(chǔ)。如二極管(p-n)、三極管

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

3、的接觸金屬與半導體的接觸 (1) 整流接觸：整流接觸：在這種接觸中，只有當金屬-半導體兩端施加一定方向的電壓時，金屬-半導體才能導電；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）當鎢與n型半導體接觸時，是正向?qū)щ姡ń饘偌诱妷?，半導體加負電壓時產(chǎn)生電流，反之不產(chǎn)生) （2）當鎢與p型半導體接觸時，是反向?qū)щ姡ó斀饘偌迂撾妷?，半導體加正電壓時產(chǎn)生電流 ，反之不產(chǎn)生) 因此，利用p型和n型半導體在點接觸整流特性的差異，可以來判斷半導體的導電類型。p - Va + I + Va -

4、 I(2) 歐姆接觸：歐姆接觸：在這種接觸中，金屬-半導體兩端施加正負兩個方向的電壓均可導電，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) 利用檢流計指示利用檢流計指示 (b)利用示波器指示利用示波器指示 (2) p型和型和n型半導體的判別型半導體的判別3、三探針法、三探針法 自學自學基于冷熱探針法的導電類型鑒別儀基于冷熱探針法的導電類型鑒別儀

5、 探針材料鎢棒，熱筆采用PTC發(fā)熱體加熱 (3) 專用測試設備專用測試設備采用整流法和溫差法的導電類型鑒別儀采用整流法和溫差法的導電類型鑒別儀 溫差法：10-4Cm104Cm； 整流法：10-2Cm104Cm 四、測量方法的運四、測量方法的運用用五、測準條件五、測準條件本小節(jié)術(shù)語本小節(jié)術(shù)語l 導電型號l 導電載流子：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 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、半導體材料主要有哪兩種導電型號？它們各自有什么特點？、半導體材料主要有哪兩種導電型號？它們各自有什么特點

6、？2 2、什么是半導體溫差電效應？、什么是半導體溫差電效應？3 3、畫出冷熱探針法測量導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？、什么是整流接觸？什么是歐姆接觸？各自有什么特點？5 5、根據(jù)圖、根據(jù)圖1-41-4，簡述單探針點接觸法測量導電型號的原理。，簡述單探針點接觸法測量導電型號的原理。6 6、以、以p p型半導體為待測樣品，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，分析檢流計中的電流方向。圖，并根據(jù)等效電路圖，分析檢流計中的電流方向。7 7、冷熱探針法和點接觸探針法各自適合什么類型的樣品測量？、冷熱探針法和點接觸探針法各自適合什么類型的樣品測量？8 8、樣品在進行電學參數(shù)測量時，為什么要進行電磁屏蔽和光屏蔽？、樣品在進