半导体测试技术课件第一章 第1节 导电类型测量(to student)

1、第一章第一章 半导体材料导电型号、电阻率、半导体材料导电型号、电阻率、少数载流子寿命的测量少数载流子寿命的测量第一节第一节 导电型号的测量导电型号的测量 电子电子 + 空穴空穴 一、半导体的导电一、半导体的导电电子电子空穴空穴 p型：型：半导体单晶中掺入了受主杂质 (B/Mg 等II族或III族元素）；空穴是多数载流子，即半导体主要依靠空穴来导电； n型：型：半导体单晶中掺入了施主杂质(P/S 等VI或VII族元素） ；电子是多数载流子，即半导体主要依靠电子来导电。掺杂半导体可分为两种导电型号：掺杂半导体可分为两种导电型号：l 不同类型的半导体是形成半导体器件的基础。如二极管(p-n)、三极管

2、(n-p-n或p-n-p)等等。因此，测量半导体材料的导电类型是制作半导体器件的依据。 二、导电型号测量的意义二、导电型号测量的意义l 冷热探针法l 单探针点接触整流法l 三探针法 三、常用测量方法三、常用测量方法1、冷热探针法、冷热探针法l 测量方法及原理测量方法及原理 冷热探针法是利用温差电效应温差电效应来测量半导体的导电类型。通过判断温差电流的方向或温差电势的极性来区分半导体的型号。2、单探针点接触整流法、单探针点接触整流法l 测量方法及原理测量方法及原理 将金属探针与半导体进行点接触，利用金属探金属探针与半导体接触时的整流特性针与半导体接触时的整流特性进行半导体型号的判断。金属与半导体

3、的接触金属与半导体的接触 (1) 整流接触：整流接触：在这种接触中，只有当金属-半导体两端施加一定方向的电压时，金属-半导体才能导电；是一种单向导电。也叫肖特基接触。这种接触可以等效为一个具有整流特性的肖特基二极管。 G 与与Si形成整流接触的金属材料：形成整流接触的金属材料：钨、金钨、金 （1）当钨与n型半导体接触时，是正向导电（金属加正电压，半导体加负电压时产生电流，反之不产生) （2）当钨与p型半导体接触时，是反向导电（当金属加负电压，半导体加正电压时产生电流 ，反之不产生) 因此，利用p型和n型半导体在点接触整流特性的差异，可以来判断半导体的导电类型。p - Va + I + Va -

4、 I(2) 欧姆接触：欧姆接触：在这种接触中，金属-半导体两端施加正负两个方向的电压均可导电，是一种接触电阻很小的双向导电。这种接触可以等效为一个阻值较低的电阻。 SM欧姆接触欧姆接触Rc0.02欧姆 G 与与Si材料形成欧姆接触的金属材料：材料形成欧姆接触的金属材料： 铅、镍； n型Si与五价元素合金（Au-As)构成欧姆接触； p型Si与三价元素合金（Au-Ga)构成欧姆接触。 (a) 利用检流计指示利用检流计指示 (b)利用示波器指示利用示波器指示 (2) p型和型和n型半导体的判别型半导体的判别3、三探针法、三探针法 自学自学基于冷热探针法的导电类型鉴别仪基于冷热探针法的导电类型鉴别仪

5、 探针材料钨棒，热笔采用PTC发热体加热 (3) 专用测试设备专用测试设备采用整流法和温差法的导电类型鉴别仪采用整流法和温差法的导电类型鉴别仪 温差法：10-4Cm104Cm； 整流法：10-2Cm104Cm 四、测量方法的运四、测量方法的运用用五、测准条件五、测准条件本小节术语本小节术语l 导电型号l 导电载流子：电子、空穴l 掺杂： P型掺杂、N型掺杂 l 多数载流子（简称多子） 少数载流子（简称少子）l 温差电效应 温差电动势l 整流接触 欧姆接触 接触电阻第一章作业第一章作业1 1、半导体材料主要有哪两种导电型号？它们各自有什么特点？、半导体材料主要有哪两种导电型号？它们各自有什么特点

6、？2 2、什么是半导体温差电效应？、什么是半导体温差电效应？3 3、画出冷热探针法测量导电型号的原理示意图，并简述判别原理与方法。、画出冷热探针法测量导电型号的原理示意图，并简述判别原理与方法。4 4、什么是整流接触？什么是欧姆接触？各自有什么特点？、什么是整流接触？什么是欧姆接触？各自有什么特点？5 5、根据图、根据图1-41-4，简述单探针点接触法测量导电型号的原理。，简述单探针点接触法测量导电型号的原理。6 6、以、以p p型半导体为待测样品，画出三探针法的测量示意图以及等效电路型半导体为待测样品，画出三探针法的测量示意图以及等效电路图，并根据等效电路图，分析检流计中的电流方向。图，并根据等效电路图，分析检流计中的电流方向。7 7、冷热探针法和点接触探针法各自适合什么类型的样品测量？、冷热探针法和点接触探针法各自适合什么类型的样品测量？8 8、样品在进行电学参数测量时，为什么要进行电磁屏蔽和光屏蔽？、样品在进