2.Приборы и принадлежности
Прибор для измерения сопротивления – омметр цифровой Щ34.
Плата с образцами проводников.
Микрометр 0-25 мм.
Линейка масштабная.
где:
R – величина электрического сопротивления (Ом);
S – сечение проводника (мм2);
ℓ – длина проводника (м).
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|||||
№ п/п |
ℓ, м |
d, мм |
S, мм2 |
R, Ом |
ρ, Ом·мм2/м |
материал |
||||
1 |
1 |
0,55 |
0,237 |
2,615 |
|
|
||||
2 |
1 |
0,3 |
0,07 |
16,687 |
|
|
||||
3.Выводы по работе
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
"ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ"
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью данной работы является приобретение навыков измерения удельного сопротивления проводниковых материалов
2. Краткие теоретические сведения
3. ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ
.Измеритель удельного поверхностного сопротивления полупроводниковых материалов ИУС-3.
Микрометр.
Штангенциркуль.
Микрокалькулятор.
Градусник.
Пластина меньшего диаметра из материала марки КЭ2А.
Пластина большего диаметра из материала марки КД1Б.
ЗАДАНИЕ НА РАБОТУ
Измерить штангенциркулем диаметр полупроводниковых пластин и записать в табл. 1 отчета..
Измерить микрометром толщину полупроводниковых пластин и записать в табл. 1 отчета.
Измерить градусником температуру окружающей среды и записать в табл. 1 отчета.
Измерить прибором ИУС-3 удельное поверхностное сопротивление полупроводниковых пластин и записать в табл. 1 отчета.
Произвести необходимые расчеты удельного сопротивления полупроводниковых пластин и записать в таблицы отчета,
Составить отчет по работе согласно приложению
С
ХЕМА
ИССЛЕДОВАНИЯ
П
рибор
ИУС-3 измеряет удельное поверхностное
сопротивление пластины.
где коэффициент 4,53 определяется расположением зондов.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Присвоить одной из пластин №1, а другой – №2. Номера пластин занести в таблицы отчета.
Найти отношение ℓ/D и h/ℓ и занести их в табл. 1 отчета.
Из таблицы 1 по найденному отношению ℓ/D найти коэффициент F1 и занести в табл. 2 отчета.
Из таблицы 2 по найденному отношению h/ℓ найти коэффициент F2 и занести в табл. 2 отчета.
В
ычислить
удельное сопротивление полупроводникового
материала при температуре t=…
по формуле:
По марке материала пластины определить тип образца (p – типа или n – типа) и занести в табл. 2 отчета
Из таблицы 3 по близкому значению ρt определить значения Сt для каждой пластины и занести в табл. 2 отчета.
Вычислить удельное сопротивление полупроводникового материала при температуре t=20°С по формуле:
Сравнить удельное сопротивление каждой пластины с данными табл. 4 и сделать вывода о его соответствии марке материала пластины.
По марке материала каждой пластины определить полупроводниковый материал и примесь, введенную в полупроводниковый материал. Марку материала и вид примеси указать в выводах по работе.
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
ℓ/D |
F1 |
ℓ/D |
F1 |
ℓ/D |
F1 |
ℓ/D |
F1 |
0,000 |
4,532 |
0,030 |
4,497 |
0,040 |
4,470 |
0,090 |
4,235 |
0,005 |
4,531 |
0,070 |
4,348 |
0,045 |
4,454 |
0,090 |
4,204 |
0,010 |
4,528 |
0,075 |
4,322 |
0,050 |
4,436 |
0,100 |
4,171 |
0,015 |
4,524 |
0,080 |
4,294 |
0,055 |
4,417 |
|
|
0,020 |
4,517 |
0,065 |
4,265 |
0,060 |
4,395 |
|
|
0,025 |
4,508 |
0,035 |
4,485 |
0,065 |
4,372 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
h/ℓ |
F2 |
h/ℓ |
F2 |
h/ℓ |
F2 |
h/ℓ |
F2 |
0,50 |
0,9970 |
0,74 |
0,9756 |
0,80 |
0,9660 |
0,86 |
0,9526 |
0,60 |
0,9920 |
0,75 |
0,9740 |
0,81 |
0,9638 |
0,87 |
0,9506 |
|
|
|
|
Продолжение таблицы 2 |
|||
0,70 |
0,9820 |
0,76 |
0,9724 |
0,82 |
0,9616 |
0,88 |
0,9484 |
0,71 |
0,9804 |
0,77 |
0,9708 |
0,83 |
0,9594 |
0,89 |
0,9462 |
0,72 |
0,9788 |
0,78 |
0,9692 |
0,84 |
0,9572 |
0,90 |
0,9440 |
0,73 |
0,9772 |
0,79 |
0,9676 |
0,85 |
0,9550 |
1,00 |
0,9210 |
|
|
Таблица 3 |
|
Ρt, Ом·см |
Температурный коэффициент Сt, %·град -1 |
||
Образец n – типа |
Образец p – типа |
||
1 |
2 |
3 |
|
0,001 |
+0,20 |
+0,16 |
|
0,002 |
+0,17 |
+0,14 |
|
0,003 |
+0,14 |
+0,13 |
|
0,004 |
+0,12 |
+0,12 |
|
0,005 |
-0,10 |
+0,10 |
|
0,006 |
+0,07 |
+0,09 |
|
0,007 |
+0,04 |
+0,07 |
|
0,008 |
+0,02 |
+0,06 |
|
0,009 |
0,00 |
+0,05 |
|
0,010 |
-0,02 |
+0,04 |
|
0,020 |
+0,03 |
+0,04 |
|
0,030 |
+0,18 |
+0,10 |
|
0,040 |
+0,26 |
+0,17 |
|
0,050 |
+0,33 |
+0,22 |
|
0,060 |
+0,36 |
+0,26 |
|
0,070 |
+0,40 |
+0,30 |
|
0,080 |
+0,42 |
+0,33 |
|
0,090 |
+0,44 |
+0,35 |
|
0,100 |
+0,48 |
+0,38 |
|
0,200 |
+0,58 |
+0,51 |
|
0,300 |
+0,63 |
+0,58 |
|
0,400 |
+0,66 |
+0,62 |
|
0,500 |
+0,68 |
+0,64 |
|
0,600 |
+0,69 |
+0,66 |
|
0,700 |
+0,70 |
+0,68 |
|
0,800 |
+0,71 |
+0,70 |
|
0,900 |
+0,72 |
+0,71 |
|
1,000 |
+0,73 |
+0,72 |
|
2,000 |
+0,76 |
+0,76 |
|
3,000 |
+0,78 |
+0,78 |
|
4,000 |
+0,79 |
+0,80 |
|
5,000 |
+0,79 |
+0,80 |
|
6,000 |
+0,80 |
+0,81 |
|
7,000 |
+0,81 |
+0,82 |
|
8,000 |
+0,81 |
+0,82 |
|
9,000 |
+0,81 |
+0,83 |
|
|
Продолжение таблицы 3 |
||
1 |
2 |
3 |
|
10,000 |
+0,82 |
+0,83 |
|
20,000 |
+0,82 |
+0,84 |
|
30,000 |
+0,83 |
+0,86 |
|
40,000 |
+0,83 |
+0,86 |
|
50,000 |
+0,83 |
+0,87 |
|
60,000 |
+0,83 |
+0,87 |
|
70,000 |
+0,83 |
+0,88 |
|
80,000 |
+0,83 |
+0,88 |
|
90,000 |
+0,83 |
+0,88 |
|
100,000 |
+0,83 |
+0,88 |
|
УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КРЕМНИЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Монокристаллический кремний общего назначения по удельному сопротивлению при температуре tо=20°С делится на 15 групп, указанных в табл. 4. Кремниевые полупроводниковые пластины получают с помощью тигелей и бестигельной зонной плавкой. Марка материала записывается в зависимости от техпроцесса получения материала. Например: марка КЭ2Д расшифровывается так: К – кремний; Э – электронной проводимости (n – типа); 2Д – группа по удельному сопротивлению. Марка БКД2Е расшифровывается так: Б – бестигельная зонная плавка; К – кремний; Д – дырочная проводимость (p – типа); 2Е – группа по удельному сопротивлению. Различают кремний следующих марок: КЭ1А, КД1А, КД1Б, КЭ2А, КЭ2Б, КЭ2В, КЭ2Г, КЭ2Д, БКЭ2А, БКЭ2Б, БКЭ2В, БКЭ2Г, БКЭ2Д, БКЭ2Е, КЭ3А, КЭ3Б, КЭ3В, КД4А, КЭ5А, КЭ5Б, КЭ5В.
|
|
|
Таблица 4 |
Группа |
Диапазон удельного сопротивления, Ом·см |
Тип проводимости |
Легирующая примесь |
1А |
1-15 |
Электронный |
Фосфор |
1Б |
1-20 |
Дырочный |
Бор |
|
|
Электронный |
Фосфор |
|
|
Дырочный |
Бор |
2А |
15-20 |
Электронный |
Фосфор |
2Б |
25-45 |
>> |
>> |
2В |
40-75 |
>> |
>> |
2Г |
50-140 |
>> |
>> |
2Д |
100-250 |
>> |
>> |
2Е |
500-2000 |
Дырочный |
Бор |
3Б |
0,008-1,0 |
Электронный |
Сурьма |
3В |
0,005-0,1 |
>> |
>> |
4А |
0,02-0,2 |
Дырочный |
Алюминий |
5А |
3-18 |
Электронный |
Фосфор, Золото |
5Б |
20-40 |
>> |
>> |
5В |
40-120 |
>> |
>> |
ЛИТЕРАТУРА
Курносов А.И., Брук В.А. ˝Основы полупроводниковой микроэлектроники˝, М., ˝Высшая школа˝, 1980г.
Курносов А.И. ˝Материалы для полупроводниковых приборов˝, М., ˝Высшая школа˝, 1975г.
ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ОТЧЕТА
________________________________________________________________________________
КККМТ
Спец. 200401
ОТЧЕТ
о лабораторной работе № 2
"ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ"
по предмету "РМРК"
|
Работу выполнил: |
|
Иванов П.С. |
|
Группа 20Р |
|
20.09.07г. |
|
|
|
Работа зачтена: |
- 2008 -