Запитання та завдання для самоперевірки

1. Завдяки чому метод геометричного магнетоопору набув широкого поширення для визначення рухливості основних носіїв заряду в напівпровідникових матеріалах з домішковою провідністю?

2. Яка конфігурація зразків і на підставі яких теоретичних висновків є переважною для проведення досліджень методом геометричного магнето­опору з мінімальною похибкою?

3. Навіщо для мінімізації похибки визначення рухливості основних носіїв заряду цим методом контакти струмових електродів з напівпровідником мають бути омічними?

4. Довести вірність формули (4.4).

5. Проаналізувати ключові чинники можливої відмінності визначених величин рухливості основних носіїв заряду в однакових напівпровідникових матеріалах при різній формі зразків з них.

6. Пояснити, у який спосіб можна було би розрахувати концентрацію основних носіїв заряду у напівпровідниковому матеріалі досліджених зразків, якщо було би відомо його питомий опір.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Ковтонюк Н.Ф., Концевой Ю.А. Измерение параметров полупроводниковых материалов. – М.: Металлургия, 1970.

2. Технология полупроводникового кремния / Фалькевич Э.С., Пульнер Э.О., Червоный И.Ф. и др. – М.: Металлургия, 1992.

3. Фистуль В.И. Введение в физику полупроводников. – М.: Высш. шк., 1984.

4. Шалимова К.В. Физика полупроводников: Учеб. для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985.

5. Кучис Е.В. Методы исследования эффекта Холла. – М.: Сов. радио, 1974.

6. Кучис Е.В. Гальваномагнитные эффекты и методы их исследования. – М.: Радио и связь, 1990.

7. Батавин В.В., Концевой Ю.А., Федорович Ю.В. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур – М.: Радио и связь, 1985.

8. Павлов Л.П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. – М.: Высш. шк., 1987.

9. Воробьев Ю.В., Добровольский В.Н, Стриха В.И. Методы исследования полупроводников. – Киев: Вища школа, 1988.

10. Методичні вказівки до лабораторних робіт «Визначення питомого електричного опору однорідних напівпровідників і тонких напівпровідникових шарів» з розділу «Контактні та безконтактні методи визначення питомого електричного опору напівпровідників» дисципліни «Фізичні методи дослідження матеріалів» для студентів напряму підготовки 6.050801 «Мікро- та наноелектроніка» / Уклад.: В.Р. Копач, Г.С. Хрипунов, М.В. Кіріченко, Р.В. Зайцев. – Харків: НТУ «ХПІ», 2009.

ЗМІСТ

ВСТУП.....................................................................................................……3

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 1. Визначення типу основних носіїв заря-

ду в напівпровідниках термоелектричним методом..………………………...4

1.1 Загальні відомті……..………………………..……………………...4

1.2 Вимірювальна установка і особливості практичної реалізації

методу термозонда..…………………..……………..…………………….…....6

1.3 Порядок виконання роботи.………………....……………………...9

1.3.1 Завдання для виконання роботи.……………………………….9

1.3.2 Порядок дій..………..……………………………………..…….9

1.3.3 Зміст звіту.……………………………………..……………….11

Запитання для самоперевірки..………………………………………..11

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 2. Визначення параметрів основних носіїв

заряду в напівпровідниках шляхом виміру електрорушійної сили Холла...12

2.1 Загальні відомості..…………………………….…………………..12

2.1.1 Природа виникнення електрорушійної сили Холла та її

зв’язок з типом і концентрацією основних носіїв заряду в напівпровід-

никах з домішковою провідністю..…………………..……………………….12

2.1.2 Спосіб визначення рухливості основних носіїв заряду

у напівпровідниках з домішковою провідністю за значеннями елек-

трорушійної сили Холла та їх питомого опору.………………….……..…...18

2.2 Методи підвищення точності вимірювання ЕРС Холла при

постійному струмі та стаціонарному магнітному полі.…………………….19

2.2.1 Основні фактори впливу на похибку вимірювання..………..19

2.2.2 Практичні заходи зі зниження похибки вимірювання.……..22

2.2.2.1 Зниження похибки, зумовленої геометричними

факторами.……………………………………………...……………………...22

2.2.2.2 Зниження похибки, зумовленої фізичними факторами...25

2.3 Вимірювальна установка для визначення ЕРС Холла і пито-

мого опору при постійному струмі та стаціонарному магнітному полі у

випадку зразків з виступами на холлових гранях…………………………...27

2.4 Особливості визначення сталої Холла чотиризондовим мето-

дом у випадку тонких однорідних напівпровідникових шарів круглої і

прямокутної форми з домішковою провідністю…………………………….29

2.5 Порядок виконання роботи…………………………………..……33

2.5.1 Завдання для виконання роботи…………..…………………..33

2.5.2 Порядок дій.…………………………………………….……...33

2.5.3 Зміст звіту.…………………………………………………..….40

Запитання та завдання для самоперевірки.…………………………...41

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 3. Визначення параметрів основних но-

сіїв заряду...………………….…………………………………………………42

3.1 Загальні відомості..……….………………………………………..42

3.2 Розрахунок параметрів основних носіїв заряду залежно від

необхідної точності їх визначення в напівпровідниках методом Ван-

дер-Пау...…………………………………………..…………………………...45

3.3 Експериментальне дослідження однорідних напівпровідни-

кових зразків з домішковою провідністю методом Ван-дер-Пау...………...49

3.4 Порядок виконання роботи.………………………………..……...50

3.4.1 Завдання для виконання роботи..……………………..………50

3.4.2 Порядок дій…..………………………………………….……..50

3.4.3 Зміст звіту.………………………………………..…………….55

Запитання та завдання для самоперевірки.…………………………...56

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 4. Визначення рухливості основних но-

сіїв заряду в напівпровідниках шляхом виміру геометричного магнето-

опору……………………………………………………………………………57

4.1 Загальні відомості.………….……………………………………...57

4.2 Умови виміру геометричного магнетоопору, необхідне облад-

нання і спосіб подальшого розрахунку рухливості основних носіїв

заряду….…...…………………………………………………………………...59

4.3 Порядок виконання роботи.………….…………………………....60

4.3.1 Завдання для виконання роботи.……………….……………..60

4.3.2 Порядок дій…………………….………………………………60

4.3.3 Зміст звіту……………………….……………………………..62

Запитання та завдання для самоперевірки……………………….…..62

Список літератури ………………………………………………………..63

ДЛЯ НОТАТОК

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Навчальне видання

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до лабораторних робіт

«Визначення типу, концентрації і рухливості основних носіїв заряду

в напівпровідниках»

з розділу «Дослідження електронних параметрів напівпровідників термоелектричним та гальваномагнітними методами»

дисципліни «Фізичні методи дослідження матеріалів»

для студентів напряму підготовки

6.050801 «Мікро- та наноелектроніка»

Укладачі: КОПАЧ Володимир Романович

ХРИПУНОВ Геннадій Семенович

ХАРЧЕНКО Микола Михайлович

КІРІЧЕНКО Михайло Валерійович

ЗАЙЦЕВ Роман Валентинович

Відповідальний за випуск А.В. Меріуц

Роботу до видання рекомендував О.П. Сук

Редактор Л.Л. Яковлева

План 2009 р., поз. 82

Підписано до друку 20.07.09. Формат 6084 1/16. Папір друк. №2.

Друк – ризографія. Гарнітура Times New Roman. Ум. друк. арк. 3,8.

Обл.-вид. 4,6. Тираж 50 прим. Зам. № . Ціна договірна

Видавничий центр НТУ “ХПІ”. 61002, Харків, вул. Фрунзе, 21.

Свідоцтво про державну реєстрацію ДК № 116 від 10.07.2000 р.

Друкарня НТУ “ХПІ”. 61002, Харків, вул. Фрунзе, 21.

72