Determinarea rezistenței specifice a semiconductorilor, dependența de temperatură electrică

Determinarea rezistenței la semiconductor specifice

Rezistivitatea semiconductorului este unul dintre parametrii electrici importanți, care este luată în considerare în fabricarea dispozitivelor semiconductoare. Două metode sunt cele mai comune pentru determinarea rezistenței specifice a semiconductorilor: două - patru și. Aceste metode de măsurare diferență fundamentală unele de altele nu au. De asemenea, aceste sonde de contact () metode de măsurare a rezistivității aplicate tehnici de înaltă frecvență fără contact, în special capacitivă și inductivă în ultimii ani, în special pentru semiconductori cu rezistivitate ridicată.

Microelectronice pentru determinarea rezistivitatea tehnicii patru sonde utilizate pe scară largă în ceea ce privește performanțele sale metrologice înaltă, implementare ușoară și o gamă largă de produse, care pot fi controlate de origine (wafer semiconductor, cristale unice în vrac, structura stratificată semiconductor).

Metoda se bazează pe fenomenul de răspândire curent în punctul de contact al metalului cu vârful sondei semiconductor. După o pereche de sonde este trecut curent electric, iar al doilea este folosit pentru măsurarea tensiunii. De regulă, există două tipuri de sonde de locație - într-o linie sau pe vârfurile pătrat.

Prin urmare, se utilizează următoarele formule pentru aceste tipuri de locații de sonde:

1. Pentru amplasarea sondelor într-o linie la distanțe egale între ele:

2. Pentru amplasarea sondelor de-a lungul vîrfurile pătrate:

În cazul în care este necesar să se țină cont de dimensiunile geometrice ale probelor (în cazul în care starea d, l, h >> s), se introduc în coeficienți de corecție Formula care sunt listate în tabelele respective.

Dacă un semiconductor pentru a crea un gradient de temperatură, va exista un gradient de concentrație a purtătorilor de sarcină. Ca urmare, există flux difuziv de purtători de sarcină și curentul de difuzie aferente. În eșantion există o diferență de potențial, care se numește termoelectrică.

Semnul depinde de tipul de conductivitatea semiconductoare termoelectric. Deoarece cele două tipuri de semiconductori, taxa de transport de difuzie curent este suma a două componente, un semn termoelectric depinde de tipul predominant al purtătorilor de sarcină.

Prin stabilirea marca termoelectric prin galvanometru poate concluziona cu privire la tipul de conductivitate a eșantionului.

Dependența de temperatură a conductivității electrice a semiconductorilor

Conductivitatea electrică a semiconductorilor depinde de concentrația purtătoare și de mobilitate. Având în vedere dependența concentrației și mobilității purtătorilor de sarcină la temperatura, conductivitatea semiconductor intrinsec poate fi scrisă ca

Modifier variază lent cu temperatură, în timp ce factorul depinde puternic de temperatură, în cazul în care. În consecință, temperaturile nu este prea mare poate presupune că

iar expresia pentru conductivitatea semiconductor intrinsec înlocuită cu o simplă

Semiconductorul dopat cu temperatură suficient de ridicată este o conductivitate adecvată și o impuritate la temperaturi scăzute. La temperaturi scăzute pentru exprimarea conductibilitate impurității conducție se poate scrie:

pentru semiconductor impuritate cu un singur tip de impuritate

pentru semiconductor impuritate cu un acceptor și donor de impurități

în cazul în care - energia de activare a semiconductorului impuritate.

Concentrația de impurități a regiunii epuizare a purtătorilor majoritari este constantă, iar conductivitatea variază cu temperatura datorită modificărilor mobilității. În cazul în care mecanismul principal al difuziei purtătorilor în epuizarea împrăștierii impurităților este vibrațiile termice ale rețelei, conductivitatea scade odată cu creșterea temperaturii. Dacă același mecanism de bază de împrăștiere este împrăștierea de impurități ionizat, conductivitatea va crește odată cu creșterea temperaturii.

Practic studiază dependența de temperatură a conductivității conductivitate semiconductor care nu sunt utilizate de multe ori, și o rezistență de semiconductoare. Pentru acele temperaturile de când Formula (1.7.3), (1.7.2) și (1.7.3) sunt valabile, putem scrie următoarea expresie pentru rezistența semiconductorilor:

pentru semiconductoare intrinseci

un semiconductor de tip n-

pentru p-tip semiconductor

pentru semiconductor cu impurități acceptori și donor de impurități

Prin măsurarea dependența de temperatură a rezistenței unui semiconductor într-un anumit interval de temperatură poate fi de la expresia (1.7.6) determinarea lățimii gap. Formulele (1.7.7), (1.7.8) - donor de energie de ionizare sau acceptoare de impurități, din ecuația (1.7.9) - energia de activare a semiconductorului.

Dependența rezistenței de semiconductoare asupra temperaturii semnificativ mai clare decât metalele: coeficientul de temperatură al rezistenței au zeci de ori mai mare decât cea din metal și are un semn negativ. dispozitiv termoelectric semiconductoare de putere folosind o dependență semiconductor rezistenței electrice în funcție de temperatură pentru detectarea schimbărilor de temperatură ambiantă, termistor sau termistor menționat. Reprezintă rezistența volumetrică a semiconductorului neliniare cu un coeficient mare de temperatură negativ de rezistență. Materiale pentru producerea de termistoare sunt amestecuri de oxizi de metale diferite: cupru, mangan, zinc, cobalt, titan, nichel și altele.

Printre cele mai comune termistoare interne cobalt-mangan (KMT), cupru-mangan (MMT) și termistoare cupru-cobalt-mangan (STZ).

Domeniul de aplicare al fiecărui tip este definit prin proprietățile sale termistor și parametrii: caracteristici de temperatură, temperatură Coeficientul de sensibilitate B. temperatură coeficient b, timp f constant, caracteristicile curent-tensiune.

Dependența rezistenței materialului semiconductor termistor cu temperatură se numește caracteristica de temperatură, are forma

Temperatura Coeficientul de sensibilitate B poate fi determinată prin formula:

Energia de activare a materialului semiconductor al termistorului se determină prin formula: