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泰克4200A-SCS参数分析仪测量范德堡法电阻率和霍尔电压


  来源: 泰克科技 时间:2020-01-15 编辑:清风
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图5. 四个SMUs连接到被测样本的四个端子上

Clarius+测试库包括范德堡法和霍尔迁移率测量的测试。在Select视图中,可以使用屏幕右侧Material材料过滤器,在Test Library测试库中找到这些测试,如图6所示。选择测试,然后选择Add添加,可以把这些测试添加到项目树中。这些测试从vdpulib用户程序库中的用户模块创建。


图6. 选择范德堡法电阻率和霍尔系数测试

可以使用范德堡法表面和体积电阻率测试。测试库有两项电阻率测试:vdp-surface-resistivity和vdp-volume-resistivity。vdp-surface-resistivity测试测量和计算电阻率,单位为Ω/square。对vdp-volume-resistivity测试,用户必须输入样本厚度,然后计算出电阻率,单位为Ω-cm。对这两项测试,都强制应用电流,进行8项电压测量。

还可以使用霍尔系数测试。使用四台SMU仪器,强制应用电流,使用正负磁场进行8项电压测量。磁场使用固定磁铁生成,会提示用户颠倒磁场。可以在测试库中找到hall-coefficient测试,添加到项目树中。

为成功地进行电阻率测量,我们必需考虑潜在的错误来源。主要为静电干扰、泄漏电流、光线、温度、载流子注入等。

1、静电干

当带电物体放到不带电物体附近时,会发生静电干扰。通常情况下,干扰的影响并不显著,因为电荷在低电阻时会迅速消散。但是,高电阻材料不允许电荷迅速衰退,所以可能会导致测量不稳定。由于DC或DC静电场,可能会产生错误的读数。

2、泄漏电流

对高电阻样本,泄漏电流可能会劣化测量,泄漏电流源于电缆、探头和测试夹具的绝缘电阻,通过使用优质绝缘体、降低湿度、使用保护装置等,可以最大限度地降低泄漏电流。

3、光线

光敏效应产生的电流可能会劣化测量,特别是在高电阻样本上。为防止这种效应,应把样本放在暗舱中。

4、温度

热电电压也可能会影响测量精度,源电流导致的样本变热也可能会产生热电电压,实验室环境中的温度波动也可能会影响测量。由于半导体的温度系数相对较大,所以可能需要使用校正因数,补偿实验室中的温度变化。

5、载流子注入

此外,为防止少数/多数载流子注入影响电阻率测量,两个电压传感端子之间的电压差应保持在100mV以下,理想情况下是25mV,因为热电压kt/q约为26mV。在不影响测量精度的情况下,测试电流应尽可能低。


通过使用四个SMUs和内置测试,可以利用4200A-SCS参数分析仪简便地在半导体材料上实现范德堡法测量。通过使用用户提供的磁铁,还可以确定霍尔迁移率。如果想测试低电阻材料(如导体),可以使用基于Keithley 3765霍尔效应卡的系统,包括2182A纳伏表。


关键词:泰克 参数分析仪 测量    浏览量:1392

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