M01988(МЕТ
.).pdf
21
температура, струм і час (рис. 3.6).
Рисунок 3.6 - Зовнішній вигляд вікна з даними
Для більш детальної обробки дані можна занести в буфер обміну чи зберегти в окремий файл, а потім перенести в необхідний редактор.
Для виходу з програми необхідно викликати розділ “Файл/Вихід”. Попередньо дані можна зберегти у файлі з розширенням TXT у розділі “Файл/Зберегти як...”.
3.4 Порядок проведення експерименту за допомогою автоматизованої установки “TERMO”
1Установіть зразок напівпровідникової пластини у тримачі. Опустіть піч так, щоб верхній зонд торкнувся зразка.
2Підключіть піч, зовнішнє джерело живлення (якщо воно потрібне) і виводи зонда до автоматизованого комплексу: джерело до розніму «Джерело живлення», Щ-300 – розніми «Щ-300», зразок – розніми «Зразок», піч – розніми «Піч» (із зворотної сторони модуля).
3Включіть в мережу змінної напруги 220 В комбіновані цифрові прилади Щ-300, А 565 і комплекс.
4Натисканням мережних кнопок і перемикачів включіть Щ-300,
22
А565 і комплекс.
5Запустіть програму “Termo”. У розділі “Опції” встановіть адреса порту зв'язку і затримку (за вказівкою викладача).
6У розділі “Параметри” встановлюються необхідні значення температур, кроку вимірювань, потужність, режим вимірювання (за часом чи температурою) і режим роботи Щ-300: початкова температура 50 оС, кінцева температура 100 оС, потужність 10% від повної, крок за часом 2500 мілісек, крок по температурі 5 оС, поправка 10 %, умова переходу 5 %, квантування по температурі і Щ – 300 в режим вимірювання 1 А.
7Перед запуском процесу нагрівання очищається вікно даних (Файл/Очистити) і ставиться позначка (Файл/Позначка)
8Після установок необхідних параметрів запустіть процес вимірювання (Дослід/Запуск).
9В процесі нагрівання, якщо змінюються параметри вимірювання на Щ-300, необхідно установити позначку (Файл/Позначка).
10По закінченні вимірювань отримані дані можна зберегти у файлі з розширенням ТХТ (розділ “Файл/Зберегти як...”) чи скопіювати в буфер для подальшої обробки.
11Відключіть прилади і комплекс від мережі.
4ЗАВДАННЯ
4.1Розрахунок маси легуючої навіски домішки в розплав при вирощуванні кристалів із заданими властивостями
Запис оптичної інформації в просторово часові модулятори світла типу PROM і ПРИЗ (перетворювач зображення) на основі сіліко- і германоселенітів здійснюється синьо-зеленим світлом (0.4<λ<0.54 мкм) У ході експериментів було виявлено, що світло з такою довжиною хвилі збуджує носії зарядів (електрони) із центрів W<3.0 еВ в зону провідності.
Електрони, дрейфуючи в зовнішньому електричному полі, захоплюються центрами з W=1.2÷0.6 еВ (при Т=300 оС). При цьому позитивні й негативні заряди просторово розділяються, тобто при запису оптичної інформації в зовнішнім електричному полі відбувається утворення об'ємної системи зарядів, у якій позитивний заряд обумовлений іонізацією центрів з W=3.0÷2.3 еВ, а негативний - електронами,
23
захопленими пастками з W=1.2÷0.6 еВ.
Матеріал із заданими властивостями можна виростити методом Чохральского. Необхідний енергетичний рівень у забороненій зоні формується додаванням домішки в шихту.
Розрахувати масу домішки m з атомною масою Аm, яка необхідна для вирощування кристала n-типу з питомим опором ρ з розплаву масою ml у припущенні рівномірного розподілу легуючої домішки по об’єму кристала. Коефіцієнт розподілу домішки між твердою і рідкою фазами K, густина розплаву d, рухливість електронів µ.
Вихідні дані представлені у таблиці 4.1
Таблиця 4.1 - Вихідні дані для розрахунку маси |
|
|||||
легуючої навіски домішки в розплаві |
|
|
||||
Варіант |
ρ,Ом·м |
ml, кг |
K·103 |
d,кг/м3 |
µ,м3/(B·c) |
Аm·103 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1 |
0.01 |
4.0 |
3.0 |
5600 |
0.38 |
30.97 |
2 |
0.02 |
4.1 |
3.1 |
5700 |
0.40 |
50.94 |
3 |
0.03 |
4.2 |
3.2 |
5800 |
0.42 |
74.92 |
4 |
0.04 |
4.3 |
3.3 |
5900 |
0.44 |
92.90 |
5 |
0.05 |
4.4 |
3.4 |
6000 |
0.46 |
121.75 |
6 |
0.06 |
4.5 |
3.5 |
6100 |
0.48 |
180.95 |
7 |
0.07 |
4.6 |
3.6 |
6200 |
0.50 |
208.98 |
8 |
0.08 |
4.7 |
3.7 |
6300 |
0.52 |
26.98 |
9 |
0.09 |
4.8 |
3.8 |
6400 |
0.54 |
44.96 |
10 |
0.10 |
4.9 |
3.9 |
6500 |
0.56 |
69.72 |
11 |
0.11 |
5.0 |
4.0 |
6600 |
0.58 |
88.90 |
12 |
0.12 |
5.1 |
4.1 |
6700 |
0.60 |
114.82 |
13 |
0.13 |
5.2 |
4.2 |
6800 |
0.62 |
204.37 |
14 |
0.14 |
5.3 |
4.3 |
6900 |
0.64 |
28.08 |
15 |
0.15 |
5.4 |
4.4 |
7000 |
0.66 |
47.90 |
16 |
0.16 |
5.5 |
4.5 |
7100 |
0.68 |
72.59 |
17 |
0.17 |
5.6 |
4.6 |
7200 |
0.70 |
91.22 |
18 |
0.18 |
5.7 |
4.7 |
7300 |
0.72 |
118.69 |
19 |
0.19 |
5.8 |
4.8 |
7400 |
0.74 |
178.49 |
20 |
0.20 |
5.9 |
4.9 |
7500 |
0.76 |
207.2 |
24
Продовження таблиці 4.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
21 |
0.21 |
6.0 |
5.0 |
7600 |
0.78 |
32.06 |
22 |
0.22 |
6.1 |
5.1 |
7700 |
0.80 |
51.99 |
23 |
0.23 |
6.2 |
5.2 |
7800 |
0.82 |
78.96 |
24 |
0.24 |
6.3 |
5.3 |
7900 |
0.84 |
95.94 |
25 |
0.25 |
6.4 |
5.4 |
8000 |
0.86 |
127.60 |
4.2 Дослідження структури забороненої зони методами термоактиваційної спектроскопії
У ході виконання КР необхідно виміряти струми ТСД при різних температурі і умовах поляризації (табл. 4.3) залежно від варіанту. Необхідно визначити енергію активації, частотний фактор, накопичений у процесі поляризації заряд розглянутими вище методами (п.п. 2.3.2.1 2.3.2.5) і проаналізувати отримані значення (взаємозв'язок, погрішність й ін.).
Отримані дані необхідно представити у вигляді таблиць. Побудувати графічні залежності температури Tm, заряду Qm, амплітуди Im, енергії активації W від умов поляризації Up, Tp, tp, λp.
Таблиця 4.3 – Умови поляризації
№ |
Умови поляризації |
№ вар. |
1 |
2 |
3 |
1 |
Температурні залежності струмів ТСД для різних |
1 |
|
швидкостей нагрівання. Умови поляризації: Up=100 B; |
10 |
|
Tp=100 оC; d=0.5 мм. -β=0,05, 0.1, 0.15. градус/c. |
19 |
2 |
Температурні залежності струмів ТСД для різних зна- |
2 |
|
чень поляризуючого поля. Умови поляризації: Tp=30 оC; |
11 |
|
d=0.5 мм. Up=50 В, 100 В, 150 В. |
20 |
3 |
Температурні залежності струмів ТСД для різних часів |
3 |
|
поляризації Умови поляризації: Up=75 В, Tp=165 оC; |
12 |
|
d=0.3 мм, β=0.2 градус/сек. Tp=30 сек., 50 сек., 100 сек. |
21 |
|
|
|
25
Продовження таблиці 4.3
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
4 |
Температурні залежності струмів ТСД для різних дов- |
4 |
||||
|
жин хвиль поляризуючого світла. Умови поляризації: |
13 |
||||
|
Up=100 В, Tp=40 оC; d=0.25 мм, tp=60 сек., β=0,25 гра- |
22 |
||||
|
дус/сек. λp=700 нм, 950 нм, 1060 нм. |
|
|
|||
5 |
Температурні залежності струмів ТСД для різних зна- |
5 |
||||
|
чень поляризуючого поля. Умови поляризації: Tp=130 |
14 |
||||
|
оC; d=0.1 мм. Up=50 В, 100 В, 150 В. |
|
23 |
|||
6 |
Температурні залежності струмів ТСД для різних тем- |
6 |
||||
|
ператур |
поляризації |
Умови |
поляризації: Up=75В, |
15 |
|
|
tp=100сек.; d=0.25мм, β=0,2 градус/сек. Tp=75, 100, |
24 |
||||
|
125 оC. |
|
|
|
|
|
7 |
Температурні залежності струмів ТСД для різних дов- |
7 |
||||
|
жин хвиль поляризуючого світла. Умови поляризації: |
16 |
||||
|
Up=200 В, Tp=150 оC; d=0.25 мм, tp=60 сек., β=0,25 гра- |
25 |
||||
|
дус/сек. λp =700, 950, 1060 нм. |
|
|
|
||
8 |
Температурні залежності струмів ТСД для різних зна- |
8 |
||||
|
чень поляризуючого |
поля. |
Умови |
поляризації: |
17 |
|
|
Tp=200 оC; d=0.1 мм. Up=150 В, 200 В, 350 В. |
26 |
||||
9 |
Температурні залежності струмів ТСД для різних тем- |
9 |
||||
|
ператур |
поляризації Умови поляризації: |
Up=300 В, |
18 |
||
|
tp=100 сек.; d=0.3 мм, β=0,2 градус/сек. Tp=50, 150, |
27 |
||||
|
200 оC. |
|
|
|
|
|
26
ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники.- М.: Высшая школа, 1986.- 367 с.
2Сканави Г.И. Физика диэлектриков. Область слабых полей.- М.: Высшая школа, 1979. – 378 с.
3Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов.- М.: Энергия, 1973. – 245 с.
4Киттель Ч. Введение в физику твердого тела / Пер. с англ.- М.:
Изд.иностр.лит., 1960. – 496 с.
5Блинц Р., Жекш Б. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. Динамика решетки / Пер. с англ.- М.: Мир, 1975. – 368 с.
6Поплавко Ю.М. Физика диэлектриков.-К.: Вища шк., 1980.-397 с.
7Снежной Г.В., Кондратьев А.В. Автоматизированная установка для исследования релаксационных процессов и ВАХ в диэлектриках и полупроводниках //Радиоэлектроника, информатика, управ-
ление.-1999.-№2.- С.44-46.