Устройство для измерения удельного сопротивления полупроводникового материала Советский патент 1975 года по МПК G01R31/26 

1

Изобретение относится к устройствам для измерения электрофизических параметров полупроводниковых материалов. Оно может быть использовано для научных исследований и производственных экспресс-измерений удельного сопротивления полупроводниковых материалов, например диффузионных и этитаксиальных структур типа п-п+-, р-р+-, п-р-, а также для изучения распределения удельного сопротивления по глубине в указанных структурах.

Известно устройство для измерения удельного сопротивления полупроводниковых материалов, содержащее источник постоянного тока, двухзондовый манипулятор, первый зонд которого соединен через измеритель тока и регулятор тока с одним из выходов источника тока, с другим выходом которого непосредственно соединен второй зонд, и измеритель напряжения, включенный параллельно зондам. Постоянный ток, проходя через первый зонд, создающий точечный контакт с испытуемым образцом, образец и второй зонд, создает падение напряжения в области точечного контакта, регистрируемое измерителем напряжения.

Педостаток известного устройства состоит в том, что область его использования ограничена диапазоном измеряемых сопротивлений ( ом.см), и погрещность измерений

15-20%. Большая погрешность объясняется ограниченной чувствительностью измерительных приборов, поскольку измерения проводятся при малых токах и напряжениях, и возможностью появления нестационарных электрических и тепловых явлений из-за высокой напряженности и плотности тока в области точечного контакта.

Пель изобретения - расширение диапазона измеряемых сопротивлений, повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что к выходам регулятора тока последовательно подключены сменное эталонное

фазовращающее сопротивление, например инД3п ;тивность, первый зонд, исследуемый полупроводниковый материал, второй зонд; параллельно регулятору тока подключен первый вход фазометра, второй вход которого подключен параллельно последовательной цепи, состоящей из фазовращающего сопротивления первого зонда, исследуемого полупроводникового материала и второго зонда, а выход фазометра соединен с измерителем напряжения.

Схема предложенного устройства показана на чертеже.

Устройство для измерения удельного сопротивления полупроводников содержит генератор переменного тока 1, регулятор тока 2,

съемное эталонное фазовращающее санротивление 3, двухзондовый манипулятор с зондами 4, 5, фазометр 6, имеющий два входа 7 и 8, и измеритель нанряжения 9.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал генератора переменного тока 1, подаваемый на испытуемый образец 10, проходя через регулятор тока 2, эталонное фазовращающее сопротивление 3 и контакт первого зонда 4 с образцом, создает на них падения напряжения, отличающиеся друг от друга не только по величине, но.и но фазе. Падением напряжения на образце полупроводникового материала 10 и втором зонде 5 можно .пренебречь, так как первый зонд 4 при контакте с образцом 10 создает точечный контакт, в котором локализовано приложенное напряжение.

Падение напряжения на регуляторе тока 2 подается на первый вход 7 фазометра 6, а на второй вход 8 подается цадение напряжения на реактивной цепи, состоящей из фазовращающего сопротивления 3, первого зонда 4, образца полупроводникового материала 10 и второго зонда 5.

Па выходе фазометра 6, предназначенного для сравнения фаз напряжений на рег ляторе тока и на реактнвной цепи, с помощью измерителя напряжения 9 регистрируется напряжение, пропорциональное величине удельного сопротивления образца полупроводпикового материала 10.

Г1

Шкала измерителя напряжения 9 градуируется в единицах удельного сопротивления, что позволяет считывать с нее количественный результат.

Расщирение диапазона измерений в устройстве достигается заменой фазовращающего сопротивления.

Предмет изобретения

Устройство для измерения удельного сонротивления полупроводниковых материалов, содержащее источник переменного тока, регулятор тока, двзхзондовый манипулятор, один зонд которого нмеет точечную контактную поверхность, и измеритель напряжения, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и расщирения диапазона измерения, к выходам регулятора тока последовательно подключены сменное эталонное фазовращающее сопротивление, например индуктивность, первый зонд, исследуемый полупроводниковый материал, второй зонд, параллельно регулятору тока подключен первый вход фазометра, второй вход которого подключен нараллельно последовательной цепи, состоящей из фазовращающего сопротивления первого зонда, исследуемого полупроводникового материала и второго зонда, а выход фазометра соединен с измерителем напряжения.