Датчик для измерения холловской подвижности носителей заряда в полупроводнике Советский патент 1991 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к средствам неразрушающего радио вол нового контроля и предназначено для измерения холловской подвижности носителей заряда в полупроводниках.

Цель изобретения - повышение чувствительности.

На чертеже приведена конструкция датчика для измерения холловской подвижности носителей заряда в полупроводниках.

Датчик состоит из токонесущего проводника 1, расположенного в щели 2 между плоскими % проводниками 3 и 4 на диэлектрической подложке 5, одна сторона которой металлизирована с помощью проводящего покрытия 6 с генератором 7 электромагнит ных колебаний, проводники 3 и 4 образуют щелевую линию, а токонесущий проводник 1 с проводящим покрытием 5, подключенные к измерителю 8, - микрополосковую линию, магнитную систему (не показана), в полосковом проводнике выполнен поперечный зазор 9.

Принцип измерения холловской подвижности носителей заряда в полупроводниках предложенным датчиком заключается в следующем.

Электромагнитное излучение мощностью Pi ( О)) от генератора 7 возбуждает в щелевой линии с волновым сопротивлением Zot волну, электрическая компонента которой имеет амплитуду Fmx, определяемую следующим выражением

:тх

(1)

±./2ZoiK Pi(fi),

WV

(1)

где Кс - коэффициент стоячей воды по напряжению в щелевой линии;

W - расстояние между проводниками 3 и 4, т.е. ширина щелевой линии.

Это поле в полупроводнике 10 с удельным сопротивлением р, шунтирующем щель линии, возбуждает высокочастотный ток проводимости с амплитудой плотности jmx, равной

jmx - /2-ZovKS Pi(u). (2)

Воздействие на полупроводник магнитным полем с индукцией Ву приводит к возбуждению в нем электрического поля Холла той же частоты с амплитудой

E™-2Sff T/2ZorK -Pi(a). (3)

W V

где fi холловская подвижность носителей заряда в исследуемом полупроводнике.

0

5

0

Это поле, силовые линии которого грр пендикулярны торцевому зазору длиной f в токонесущем проводнике 1, возбуждает в микрополосковой линии с волновым сопротивлением Zo2, образованной этим проводником, диэлектрической подложкой 5 и проводящим покрытием 6, электромагнитные волны той же частоты, что и волны в щелевой линии. Мощность Ра(У) этих колебаний в линии определится следующим выражением

(и)-(4)

Измерив с помощью измерителя 8 мощность электромагнитных волн Р2 ( to), возбуждаемых в микрополосковой линии, холловскую подвижность вычисляют с помощью соотношения, полученного из (4)

5

0

5

0

5

0

5

W / Р2 ((О)

Pi(o)

Z02

Zoi

If

к5

& %. (5)

Волновые сопротивления щелевой линии Zoi и микрополосковой линии Zo2 рассчитывают по известным соотношениям, значение коэффициента стоячей волны

щелевой линии датчика NC измеряют в отсутствие внешнего магнитного поля с помощью рефлектометра (измерительной линии), включаемого между генератором и коаксиально-щелевым переходом. Величину Кс измеряют, подключив генератор 7 с рефлектометром с помощью коаксиально- полоскового перехода к микрополосковой линии датчика вместо измерителя 8.

Формула изобретения Датчик для измерения холловской подвижности носителей заряда в полупроводнике, содержащий генератор электромагнитных колебаний, магнитную систему, в поле которой размещена диэлектрическая подложка, одна сторона которой металлизирована, а на другой расположен токонесущий проводник, в котором выполнен поперечный зазор, измеритель, подключенный к токонесущему проводнику, о т- личающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, на другую сторону диэлектрической подложки нанесены два введенных плоских проводника, разделенных щелью, образующие щелевую линию, в щели которой размещен токонесущий проводник, при этом генератор электромагнитных холебаний подключен к плоским проводникам.

Изобретение относится к неразрушающему радиоволновому контролю. Цель изобретения - повышение чувствительности датчика. Последний содержит генератор 7 электромагнитных колебаний и измеритель 8. Щелевая линия образована плоскими проводниками 3 и 4, нанесенными на одну сторону диэлектрической подложки 5, другая сторона которой металлизирована. Токонесущий проводник 1 размещен в щели 2 щелевой линии. Имеется также магнитная система. Возбужденные генератором 7 волны в щелевой линии возбуждают колебания в микрополосковой линии - токонесущем проводнике 1, мощность которых зависит от холловской подвижности носителей заряда в полупроводнике, размещенном в области щели 2 и зазора 9. 1 ил.