Способ измерения электропроводности полупроводников

(ГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ никооых образцов в аиде пластин, эпитаксиальных структур, пленок, слоев, а также образцов, часть боковой поверхности которых по всей длине имеет плоскую форму шириной не менее, чем толщина образца.На чертеже показана схема измерения злектропроводности предложенным способом,(21) 4928296/25(56) Пахотин А. С. и др. Методы измеренияхарактеристик термоэлектрических материалов и преобразователей, М.: Наука, 1974, с.43 - 44,(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ Изобретение относится к области измерения параметров полупроводников, а точнее, измерения электропроводности полупроводников.Цель изобретения - повышение достоверности результатоо измерения электропроводности полупроводников за счет исключения в процессе измерения возникновения на образце термоЭДС, вследствие эффекта Пельтье.Предложенный способ измерения электропроводности дает возможность исключить в процессе измерения возникновения на образце, вследствие эффекта Пельтье, термоЭДС; соответственно устранить влияние этой термоЭДС на результат измерения электропроводности и тем самым повысить достоверность результатов измерения.Способ удобрен особенно в случае измерения электропроводности полупровод(57) Изобретение относится к измерению параметров полупроводников, а точнее измерению злектропроводности полупрооодников. Сущность изобретения: дое части полупроводника с одинаковыми геометрическими размерами соединяют через слой диэлектрика толщиной 10 - 20 мкм. Теплопроводкость диэлектрика близка к теплопроводности полупроводника. Части последовательно соединяют через два близлежащих торца. Зодооые электроды устанавливают на одной из поверхностей образца. Омические электроды размещены на незамкнутых торцах структуры. 2 табл., 1 ил. Образец состоит из двух одинаковых частей 1 и 2. Части 1 и 2 электроизолированы друг от друга тонким слоем 3 и соединены между собой последовательно через торцы с помощью перемычки 4.На образец от источника тока 5 подается ток силой 1.Падение напряжения Ч измеряется между зондами 6, установленными на свободной боковой поверхности одной из двух частей образца. Сила тока через образецфиксируется амперметром 7, а напряжение- вольтметром 8.По Формуле вычисляется электроп рооодность гг образца (где- расстояние между измерительными зондами).Способ осуществляется следующим образом.В случае образцов о форме параллелепипеда, пластин, слоев, тонких пленок и т.д. берутся (изготавливаются) два образца с одинаковыми геометрическими размерами, на наиболее широкую плоскую боковую поверхность одного образца по всей длине и ширине наносится электроизоляционный слой толщиной 10-20 мкм, на него устанавливаются отарой образец полупроводника.Образцы через один из близлежащих торцов (канцао) последовательно соединяются друг с другом, а свободные торцы (концы) образцов испальзуатся для прапускания тока при измерениях электраправадности. . Измерительные зонды, о этом случае, устанаоливаотся на боковой поверхности одного иэ образцов.В случае образца цилиндрической Формы или другой, определенной, геометрической формы, образец па длине разрезается на дое равные части, Затем плоскость среза одной части покрывается электраизоляционным слоем толщиной 1020 мкм и теплапраоодностью близкой к теплапрооаднасти полупроводника, на него по плоскости среза устанавливается вторая часть образца. Разделенные части образца саединяатся друг с другом последовательно через близлежащие торцы, расположен. ные на одном конце, а свободные торцы частей используются для пропускания тока 1 при измерении электраправодности, Измерительные зонды при этом устанавливаются на боковой поверхности одной из частей.Таким образом, ва всех случаях, образец для проведения эксперимента (измерение электропраооднасти) состоит из двух одинаковых частей паследаоательно соединенных между собой через торцы, При этом лежащие друг на друге боковые поверхности этих частей электроизолирооаны друг ат друга с помощью тонкого электраизоляционнога слоя с теплапроводнастью, близкой к теплопрооаднасти полупроводника.Ниже приводятся экспериментальныеданные полученные на образцах и- и р-типа проводимости кристаллов твердых раство 30 35 40 45 другу, Вследствие этого и направления градиента температуры на первой и второй частях образца будут направлены друг против друга, т, е, например, конец первой части образца, в котором выделяется теплота 50 Пельтье, будет располагаться на конце второй части образца, на которой поглощается теплота Пельтье, и наоборот. Поэтому с момента прохождения тока 55 через образец. поглощаемая и выделяемаятеплота Пельтье на первой части образца будут полностью компенсироваться теплотой, выделяемой и поглощаемой на второй части образца. В результате между торцами (концами) образца, в том числе между изме 5 10 15 20 25 роо систем В 1 гТез - ВгЯез: ВгТез - ЯЬгТеэ, которые сведены в таблицу.При этом образцы изготовлены следующим образом,Из слитка диаметром1,0 - 1,3 см кристаллов укаэанных твердых растворов вырезаны столбики длиной - 2,5 - 2,7 см. Затем полученные столбики по длине разделились (электроэрозионной резкой) на две равные части. Плоскость среза одной части каждого столбика покрывалась слоем пасты КПТ, на него по плоскости среза устанавливалась вторая часть этого же столбика, Близлежащие торцы электрически соединены, а омические контакты для пропускания тока были размещены на незамкнутых торцах образца (структуры). Измерительные зонды при этом. были установлены на боковой поверхности одной иэ частей. Определены электропроводности оматериалов и- и р-типа проводимости традиционным известным способом (данные приведены в табл. 1 и 2), где невозможно учесть погрешность эа счет эффекта Пельтье, и предложенным методом, Расчет производился по формуле где - ток пропускаемый через образец; 0 -падение напряжения на измерительных зондах, 1 - расстояние между зондами; 3 - площадь поперечного сечения образца,и-тип материала,1= 100 мА, 5 = 0,42 см;=063 см,р-тип материала, 1 = 100 мА, Я = 0,516 см,=0,58 см.,При прапускании через образец постоянного тока, вследствие эффекта Пельтье, между его торцами возникает градиент температуры, и, соответственно, термоЭДС, В предложенном способе направления тока в соединенных между собой последовательно частях образца будут противоположны друг1827695 Таблица 1 рительными зондами, не возникает градиент температуры, следовательно термо- ЭДС, вследствие эффекта Пельтье.Таким образом, способ позволяет, непосредственно в процессе измерения, исключить возникновение термоЭДС между измерительными зондами вследствие эффекта Пельтье и измерить истинное (омическое) значение падения напряжения между измерительными зондами, обусловленными только эа счет сопротивления полупроводникового образца.Толщина 1020 мкм злектроизоляционного слоя определяется тем, что при толщинах меньше 10 мкм не всегда обеспечивается надежная электроизоляция частей друг от друга, а при толщинах больше 20 мкм заметно ухудшается тепловой обмен между частями.В случае образцов, часть боковой поверхностикоторой по всей длине имеет плоскую форму, необходимо, чтобы ширина на этой плоской поверхности была не менее толщины образца. В противном случае,тепловой обмен между первой и второй частями образца затрудняется и не происходит полной компенсации поглощаемой и выделяемой теплоты Пельтье в образце. Предложенное изобретение позволяетисключить в процессе измерения электрои роводности полупроводников возникнове. ние на образце вследствие эффекта Пельтье 5 термоЭДС и, следовательно, повысить достоверность способа измерений. Формула и зоб рете н илСпособ измерения электропроводности10 полупроводников, включающий пропусквние через образец постоянного тока и измерение падения напряжения между двумяэондовыми электродами, установленнымина одной из поверхностей образца, о т л и ч 15 а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности измерения, в качестве образца используют структуру состоящую из двух частей исследуемого полупроводника,разделенных слоем диэлектрика, имеющего20 теплопроводнасть, близкую к теплопроводности полупроводника, толщиной 10 - 20мкм, причем обе части полупроводника имеют одинаковые геометрические размеры ирасположены симметрично относительно25 слоя диэлектрика, дна близлежащих торцаэлектрически соединены, а омические контакты для пропускания тока размещены нанезамкнутых торцах структуРы,1827695 7 Таблица 2 Составитель Д.АбдиновТехред М,Моргентал . Корректор СЛ едактор аз 23 бО ТиражПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб.4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10