变温四探针电阻率测试仪的开发及本科教学实践

为了便于测量半导体薄膜在变温下的电阻率,满足本科生《半导体材料》课程的教学要求,利用现有一台室温四探针测试仪和一台恒温加热台,开发了一台变温四探针电阻率测量仪,测量温度范围从室温到300oC。通过磁控溅射法制备了热致相变材料二氧化钒薄膜,利用自组装的变温四探针测试仪测量了该薄膜在不同温度下的电阻率,得到了相变转变温度。教学实践表明：该变温四探针能够很好的满足关于半导体材料电阻率与温度变化关系实验测量的教学大纲要求,取得了良好的教学效果。     

四探针法测试半导体掺杂浓度的实验研究

为了解决半导体掺杂浓度的测试问题,需要采用简单易行的方法对半导体进行测试。在微电子技术领域,四探针技术一直是测量电阻率的常用方法。结合吉林大学在半导体器件物理与实验精品课程的建设,以训练学生对半导体物理学专业知识的理解和掌握,笔者对四探针法测试半导体掺杂浓度进行了实验研究。通过建立半无限大和无限薄层两个理论模型,对不同厚度半导体材料的电阻率测试方法进行了实验研究,并对原理进行了讨论。为了解决商用测试设备昂贵且无法满足实验教学需求的问题,笔者提出自制实验测试装置,采用钨合金的简易手动探针台,并根据实验需要自行设计了四探针测试架。实践应用表明: 四探针测试系统的建立可以完成测量 半导体掺杂浓度的任务,满足了半导体物理实验的教学需求,取得了较好的教学效果。 关键     

电阻率测量技术研究

通过对测量半导体样品电阻率的四探针法的介绍,详细讨论了常规四探针法、双电测四探针法和范德堡法的测量方法,并给出了相应计算电阻率的公式和直排四探针法厚度修正公式,同时也对图像识别技术和电阻抗成像技术在电阻率测量中的应用进行了展望。     

四探针测半导体材料杂质分布

设计一个新的近代物理实验题目，利用阳极氧化法对半导体材料逐次去层，采用四探针法测量其每层的电阻率及相应杂质浓度，可得出半导体材料的杂质分布N(x），实验设备简单，测量方便，结果准确，并提供了自制四探针测量仪的方法。     

实用范德堡测量系统

利用霍尔效应获得迁移率参数,不仅是常规的硅材料基本测量手段,而且在III-V族MBE的材料与工艺表征方面有着广泛的应用.为提高效率,许多自动测量的方法应运而生.利用磁阻测量来确定半导体材料的补偿度也是实验室常用的方法. 为了方便地测得半导体材料的迁移率、载流子浓度、电阻率和磁阻等,利用一台APPLE-II微机、一台带IEEE488接口的数字万用表,辅之以控制用继电器阵列,构成了一套程控的范德堡测量系统.由于采用范德堡方法,样品的形状可以是任意的.在电阻率测量方面,可进行超薄层测量,弥补了四探针的不足. 本系统直接测得的参数为方块电阻R°_(?)、霍尔系数R_H及载流子类型.由下列关系     

半导体小圆形薄片电阻率四探针测量的修正因子

本文推导了任意形状排列四探针测量小圆形薄片电阻率时同时考虑厚度和半径影响的修正因子表达式:作为特例,计算了直线和方形两种常用的探针排列情况下的修正因子,并用直线四探针对硅单晶片进行实验测量.结果表明所推导的公式可较准确地测量任意厚度小圆形薄片的电阻率.     

电阻率和温差电动势率测量的设计

研究中使用的材料热电性能装置,能够测量材料的温差电动势率和电阻率。装置结构简单,易于操作,成本低廉,可以满足科研需要。应用四探针法测量电阻率,选择20K的测量温差电动势率,能够较好地测量表征热电材料性能的这两项重要参数。     

四探针测量任意方形样品电阻率的修正因子

采用三维无限电像分布,推导了?点接触、任意形状排列探针测量任意大小方形样品电阻率的普遍表达式,作为特例,计算了点接触直线四探针的修正因子,并与实验比较,结果表明所推导的公式可准确计算任意大小方形材料的电阻率;当样品边界与探针的距离都大于探针间距四倍时,可近似看作半无穷大样品。     

探针压力对四探针法测量银薄膜电阻率的影响

本文用四探针法测量了220纳米厚的银薄膜的电阻率,研究了探针压力对银薄膜电阻率的影响。结果表明：随着探针压力从1.47牛顿增大到4.41牛顿,银薄膜的电阻率略微增大,最大探针压力时的电阻率比最小探针压力时的电阻率大约增加了7%。     

基于虚拟仪器的薄膜电阻率测量系统设计

基于虚拟仪器技术及Rymaszewski四探针双电测组合法设计了薄膜电阻率自动化测量系统.在虚拟仪器软件LabVIEW和数字量输出模块NI 9401的控制下,利用基于CD4052芯片的接口电路实现电流探针、电压探针的自动切换,并通过LabVIEW程序控制Keithley 2400数字源表实现两次电压测量;同时根据两次电压测量结果由LabVIEW程序完成范德堡修正因子和方块电阻的计算;最终实现薄膜电阻率自动测量、记录和显示.试验结果表明,所设计的自动测量系统不仅可以满足多种薄膜电阻率测量要求,而且提高了测量精度和自动化程度,同时精简了薄膜电阻率测量过程.     

磁性薄膜磁电阻效应的测量

本文阐述了各向异性磁电阻效应测量原理,介绍了四探针及六探针法测量磁性薄膜的磁电阻率的方法,并讨论了探针因子Ｍｒ的值与探针相对位置的关系,提出采用对称电流六探针来改善测量误差     

四探针法测量土壤电阻率的探讨

文章对四探针法测量土壤电阻率的原理进行了研究.假设大地表面层土壤全为同一电阻率为ρ的均匀介质,当接地器中有恒定电流流过时,在土壤中建立了恒定电场,恒定电场满足拉普拉斯方程,依据球坐标系下的拉普拉斯方程,得到了土壤中任意一点的电位的解.在四探针严格地位于一条直线的方法,并分析了与土壤电阻率有关的因素,为电力系统的接地技术提供了重要参考依据.     

用电火花技术制作P型高阻硅的欧姆接触

检测高阳硅单晶材料的杂质补偿度和迁移率时,必须要有良好的欧姆接触。本文提出用银头烙铁将多元合金(InBAlNi)涂敷在P型硅片上,经电火花放电技术可对电阻率高达1000Ωcm的样品制成欧姆接触。通过电流电压特性、接触电阻率和离子探针的测量,讨论了欧姆接触的机理和载流子输运的特征。电火花技术使多元合金与高阻P型硅样品在电容器放电的瞬间所产生的高能量作用下,交界面处的硅与合金相互熔融,冷却时,电活性受主元素又以高浓度析出,使原来的高阻硅变为P~ ,形成了欧姆接触。不同温度的接触电阻率测量,结合与掺杂浓度关系的计算表明,穿过金属与半导体硅接触的电流输运是热离子场发射机理,载流子隧穿势垒是主要的输运过程。     

一种高温下测量薄膜电阻温度特性的方法

介绍了Rymaszewski四探针法测薄膜方块电阻原理,设计并搭建了可测室温到550℃的四探针测试仪。该系统可在保护气体下变温测量薄层电阻,弥补了四探针法在较高温度测量薄膜电阻率的不足。制备并测试了多晶硅及铂薄膜的电阻温度特性,用多项式拟合了在该温度范围内电阻温度系数,并分析了方法可靠性。     

室温下金属铝膜的霍尔效应初步研究

采用真空蒸发镀膜法制备了金属铝薄膜,在室温下,用四探针法测量了样品的电阻率和霍尔系数。结果表明,制成的金属铝膜,电阻率由块体材料的10^-8Ω·m 增大到薄膜样品的10^-5Ω·m;霍尔系数由块体材料的10^-11m³/C数量级左右增大到10^-4m³/C数量级;电阻率和霍尔系数随着金属铝膜厚度的减小而逐渐增大。     

伴生高阻层电阻率的估算

报道一种隐埋条形半导体激光器伴生高阻层电阻率的估算方法,解决了该电阻率不能用常规手段直接测量的问题;在给定的实验条件下,算得电阻率约为４１２Ω·ｃｍ;这种方法也适于其他类似情况下材料电阻率的估算．     

利用振动电容法测量SiO_2薄膜的电荷分布

由于开尔文探针对表面性质响应十分灵敏,因此,目前在表面性质的研究中,如测量半导体材料表面的结构变化、测量光压响应及测量如非晶态α—Si 的扩散长度、监视表面化学吸附变化等方面,都采用了开尔文振动电容法.最近几年来,由于采用了压电陶瓷作探针的振动元件,使整个探针装置大为简     

双汞探针C—V法测试硅材料杂质浓度分布

鉴于单汞探针C-V法测试半导体材料杂质浓度分布还有不方便之处及不能准确测试n/p;p/n等异型多层结构外延片电阻率分布的弊病,本文提出了双汞探针C-V法。文章中阐述了这种方法的测试原理和测试可行性分析。对各种硅材料样片大量测试结果表明:这种方法即方便又准确,测试结果的重复性相当好。     

混凝土电阻率测量方法与应用

电阻率测量方法可以作为混凝土的一种无损检测技术。通过研究混凝土电阻率测量的常用方法和分析存在的问题,认为现有方法测量的电阻率用于混凝土性能表征还有很多问题有待解决。讨论了混凝土电阻率的测量方法与应用研究的重点方向,指出应关注混凝土电阻率用于混凝土性能表征的方法研究。     

掺铝氧化锌透明导电薄膜生长及光电性质研究

采用磁控溅射在载玻片上制备掺铝氧化锌AZO透明导电薄膜,并用扫描电子显微镜观察薄膜的表面形貌,四探针电阻率测试仪测量样品的方块电阻和电阻率,分光光度计测量薄膜透射率.结果表明当功率、温度、氢气掺杂比为200 W、300℃、8%时,制备的AZO薄膜具有最小的方块电阻和电阻率,且在可见光区域内透射率均超过80%.