文档介绍：成都信息工程学院《半导体物理实验》实验报告实验名称:硅材料电阻率及扩散薄层电阻的测量小组成员:李勇兵、宋登明、袁伟强、曹雪巍成员学号:2012102075、2012102048、2012102073、2012102062指导老师:聂海老师试验地点:6505实验室试验时间:。,做出硅锭的电阻率分布(至少5个点)。。。二实验原理单晶体的电阻率与材料中参与导电的杂质的浓度有关。对于本征半导体材料:?????????pqnq11(1)其中ρ为电阻率值,?为电导率值,?为载流子迁移率值,p和n为空穴及电子浓度,q为电子电量。测量电阻率的方法有许多种。例如,两探针法,三探针法,四探针法及霍耳系数法、C-V法,高频方法等等。前面几种属于直接接触测量法,而最后一种为非接触测量法。四探针法是使用最广泛的测量半导体材料电阻率的一种方法。其优点是测试设备简单、操作方便、精确度较高、而且对样品无过严的要求,只要有一个较平坦的表面就可进行测量。它也适于对各种不同大小和厚度的样品进行测量,只须对不同的几何尺寸样品引入不同的修正因子,即可得到所需的结果。四探针法的原理可简述于下:,其大小和厚度相对于测量探针之间的间距可视为半无穷大。四根探针1、2、3、4与样品成点接触,相互可排成一条直线或成四方形或任意形状,电流从1流入,从4流出。其相互位置可记为r12、r13、r42、r43。因为样品是半无穷大的,探针为点接触,形成以点1为球心的等位面,如图4-1所示。因此根据拉普拉斯方程:rV(、?、)()rV??对利用?????jVr及时0E,可得到距点电流源r处的电位为:rIrV??2)(?(2)上式中,E为r处的场强,I=Aj为电流强度,j为电流密度。由式(2)可得到不同点之间的电位降落:V12、V13、V42、V43,并计算出点2点3之间的电位差为:14313421223431342122332)1111(2)1111(2????????????rrrrIVrrrrIVVV????(3)式(3)为四探针测电阻率的通用公式。实用上为方便起见,常将四探针等距离地排列在一条直线上,并令r12=、r23=、r34=S、,S为探针间距,因此SIV232???(4)通常,当样品厚度及样品边沿到探针的最近距离大于4S时,(4)式即可使用。实验中S=1mm。,则要对(4)式进行修正。Valdes和Uhlir、Smits计算了样品为薄片及探针离样品边界距离小于4S时,点电流源形成的电位分布,并得到ρ的表达式为:CSIV??223??(5)其中C为修正因子值。附表1—1、1—2、1—3、1—4、1—5列出了某些情况下C值的数值计算结果,可供测量时选用。,应进行直径修正和厚度修正。Smits得出,当样品厚度2SW<时,CWIV???23?(6)C值由表1—3查出。d为园形薄片的直径。