Способ определения электрических параметров полупроводников

 

Союз Советскмх

Социалмстимеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ 656133 с (6l) дополнительное к авт. свиа-ву (22) Заявлено 19. 09.77 (21) 2525250/18-25 с присоединением заявки № (23) Прыоритет—

Опубликовано 05,04.79.Бюллетень № 13

Дата опубликования описания09.04.79

Х (51) М. Кл.

Н 01 1 21/66

Государственный комитет

СССР по делам изооретений н открытий (53) УДК 621.382 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю. Г. Морозов и А. И. Раев

Ордена Ленина физико гехнический институт им. Иоффе АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ПА PA МЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Изобретение относится к способам определения магнитосопротивления, концентра-. ции и подвижности носителей заряда в полупроводниках, основанным на использовании гальваномагнитных эффектов.

Известен способ определения концентра- 5 ции и подвижности носителей заряда (способ Ван — дер — По) заключающийся в том, что полупроводник произвольной формы, имеющий четыре контакта, помещают в магнитное поле и пропускают через него электрический ток таким образом, что два контакта являются токоведущими, а два оставшихся — потенциальными (1) .

При этом измеряется разность потенциалов потенциальных контактов при прямом и обратном направлениях тока через полупроводник. Далее в качестве токоведущих выбираются все возможные пары контактов (всего 6 пар„), и каждый раз измеряется разность потенциалов двух оставшихся потенциальных контактов при прямом и об20 ратном направлениях тока через полупроводник. Затем устанавливают магнитное поле, противоположно направленное и равное по величине исходному, и серию измерений повторяют. Затем выключают магнитное поле и снова проводят измерения.

Недостатками этого способа являются низкая точность определения концентрации и подвижности носителей заряда и необходимость затрачивать значительное время на выключение и изменение направления магнитного поля.

Известен также способ определения электрических параметров полупроводников, включающий пропускание тока через образец и измерение потенциала в выбранных точках без магнитного поля и с магнитным полем путем изменения взаимоориентации полупроводника и магнитного поля, а также магнитного поля и тока через полупроводник (2) .

Сущность способа заключается в следующем. Полупроводник, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда с шестью контактами, через два из которых пропускают ток, а остальные используют для измерения потенциалов в различных точках полупроводников, помещают в стационарное магнитное поле. Измеряют разности потенциалов

656133

Формула изобретения

Составитель В. Зайцев

Редактор Т. Орловская Техред О. Луговая Корректор О. Билак

Заказ 1538 43 Тираж 922 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l r 3035. Москва, Ж-35, Раугнская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 потенциальных контактов попарно при прямом и обратном направлениях тока через полупроводник, затем выключают магнитное поле и повторяют измерения при прямом и обратном направлениях тока через полупроводник, затем устанавливают магнитное поле противоположного направления, равное по величине исходному, и повторяют измерения при прямом и обратном направлениях тока через полупроводник. При проведении серии измерений температура полупроводника должна быть постоянной.

Недостатком описанного способа является необходимость выключения и изменения направления магнитного поля.

Для изменения величины и направления магнитного поля требуется много времени, особенно для сильных магнитных полей и в случае применения сверхпроводящих магнитов. В случае применения систем автоматической регистрации и обработки данных на основе ЗВМ необходимость менять магнитное поле становится одним из препятствий для увеличения скорости сбора данных.

Выключение или переключение магнитного поля не может быть, в случае сильных магнитных полей, произведено простым выключением или переключением тока в обмотке электромагнита или соленоида, так как экстратоки размыкания могут при этом вывести из строя источник магнитного поля.

Вследствие этого требуется создавать сложную аппаратуру для плавного изменения тока в обмотке электромагнита или соленоида.

Целью изобретения является ускорение процесса измерений.

Поставленная цель достигается тем, что полупроводник вращают в постоянном магнитном поле, а для устранения .воздействия магнитного поля на полупрово «ик его экранируют магнитным экраном.

Способ состоит в том, что полупроводник, через который течет ток, гомещают в постоянное магнитное поле, после чего измеряют разности потенциалов в выбранных точках полупроводника при прямом и обратном направлениях тока через полупроводник, а затем поворачивают полупроводник на некоторый угол по отношению к направлению магнитного поля и измерения повторяют при прямом и обратном направлениях тока через полупроводник. Затем вновь поворачивают полупроводник на некоторый угол по отношению к направлению магнитного поля и повторяют измерения при прямом и обратном направлениях тока через полупроводник и т. д., до тех пор пока полупроводник не будет повернут на угол 360 .

После этого устраняют воздействие магнитного поля на полупроводник путем его экра5 нирования магнитным экраном и повторяют измерения при прямом и обратном направлениях тока через полупроводник. В случае, если подвижность можно считать скаляром, делают всего два поворота полупроводника, на 180 каждый, по отношению к направлению магнитного поля.

Вращение образца и перемещение магнитного экрана осуществляют с высокой скоростью, позволяющей в случае автоматизированных измерений произвести всю се15 рию измерений за 0,5 — 1,0 с (скорость зависит от конструкции механизма вращения образца и механизма перемещения экрана), в то время как при величине магнитного поля 1Оз †1 гс время„ затрачивае20 мое на изменение направления магнитного поля известным способом, составляет 5 — 20 с

Таким образом, предложенный способ позволяет производить серию измерений в 10 — 40 раз быстреее. Высокая скорость измерений дает возможность отказаться от

25 стабилизации параметров эксперимента, изменением которых за время проведения серии измерений можно пренебречь. В частности, в предложенном способе, как правило, отказываются от стабилизации температуры.

ЗО

Способ определения электрических параметров полупроводников, включающий пропускание тока через образец и измерение потенциалов в выбранных точках без магнитного поля и с магнитным полем путем изменения взаимоориентации полупроводника и магнитного поля, а также магнитного поля и тока через полупроводник, отличаюи4ийся тем, что, с целью ускорения процесса измерений, полупроводник вращают .в постоянном магнитном поле, а воздействие магнитного поля на полупроводник устраняют путем экранирования er.î магнитным

45 экраном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фистуль В. И. Введение в физику полупроводников. М., 1975, с. 230.

2. Фистуль В. И. Введение в физику полупроводников. М., 1975, с. 235 †2.