Использование опции «Результаты»

Обработка результатов предыдущих измерений ВФХ контакта металл-полупроводник производится при помощи опции «Результаты» главного меню измерительной программы.

Для загрузки файла данных одного из предыдущих измерений и обработки результатов этого измерения щелкните левой кнопкой мыши по пункту главного меню «Результаты». На экране видеомонитора появится окно «Загрузка файла» (рис.14), в котором находится подкаталог файлов данных. Выберите имя файла данных и щелкните по нему левой кнопкой мыши, после чего нажмите клавишу «График». На экране появится окно, содержащее графики ранее измеренной вольтфарадной характеристики контакта C (U) и характеристики C ^-2(U) (рис.10).

Обработка этого графика производится таким же образом, как и после проведения реальных измерений.

Проведение виртуальных измерений (опция «Имитация»)

Для проведения имитационных (виртуальных) измерений не требуются измерительные приборы. Необходим только компьютер.

Меню первого уровня опции «Имитация» полностью повторяет меню первого уровня опции «Измерения» (рис.8).

В целом проведение виртуальных измерений прямой ветви ВАХ полупроводникового диода и обработка полученных результатов аналогично проведению реальных измерений. Отличия заключаются лишь в окне «Ввод условий измерения», в котором параметры режима измерения фиксированы.

Завершение измерений

Откройте крышку измерительной камеры и поднимите зонд. Закройте кран вакуумной присоски. Придвиньте стол на себя, снимите с него пластину и положите ее в кассету.

Для выхода из программы измерений щелкните по прямоугольнику «Выход» в любом меню первого уровня.

Закройте все окна, открытые на рабочем столе компьютера.

Выключите блоки измерительной установки в следующей последовательности.

- Блок согласования и управления.

- Форвакуумный насос.

- Измеритель Е7-12.

- Персональный компьютер.

Требования к отчету.

Отчет о должен содержать следующее.

1) Краткий конспект описания с основными аналитическими зависимостями, используемыми при проведении лабораторной работы, блок-схему макета измерительной установки.

2) Графики вольтфарадной характеристики диода Шоттки С=f(U) и зависимости С^-2=f(U) с рассчитанными параметрами контакта (один экземпляр на бригаду).

3) Величину погрешности определения высоты потенциального барьера и концентрации электрически активной примеси.

4) Возможные источники погрешности определения параметров контакта.

Требования техники безопасности.

При выполнении работы по настоящей методике существует опасность поражения электрическим током. Для предупреждения поражения электрическим током необходимо соблюдать «Инструкцию № 26-09 по охране труда при выполнении работ на электроприборах, электроустановках в помещениях лаборатории кафедры КФН».

5. Контрольные вопросы

1) Образование контакта металл-полупроводник. Энергетические зонные диаграммы.

2) Область пространственного заряда. Вывод формулы для толщины обедненного слоя при условии постоянной концентрации легирующей примеси.

3) Область пространственного заряда. Вывод формулы для удельной дифференциальной емкости контакта металл-полупроводник.

4) Определение концентрации легирующей примеси по результатам измерения вольтфарадной характеристики контакта металл-полупроводник.

5) Ограничения вольтфарадного метода. Нижний и верхний пределы определения концентрации легирующей примеси. Погрешность измерения концентрации.

6) Рассчитать емкость контакта металл-полупроводник для следующих условий: полупроводник – кремний n-типа проводимости, площадь контакта – 0.01 см², концентрация донорной примеси – 1*10¹⁶ см^-3, изгиб зон на поверхности– 0.49 эВ, внешнее напряжение равно –3.3 В.

7) Рассчитать толщины области обеднения контакта металл-полупроводник для следующих условий: полупроводник – кремний n-типа проводимости, концентрация донорной примеси – 5*10¹⁵ см^-3, изгиб зон на поверхности – 0.64 эВ, площадь контакта – 0.01 см², внешнее напряжение равно: а) 0 В, б) –8.36 В.

8) Роль поверхностных состояний в образовании поверхностного потенциального барьера контакта металл-полупроводник.

9) Метод определения концентрации легирующей примеси по вольтфарадной характеристике контакта металл-полупроводник. Алгоритм проведения измерений.

10) Образование контакта металл-полупроводник. Что такое термодинамическая работа выхода и сродство к электрону? Зависит ли высота потенциального барьера только от разности работ выхода?

11) Рассчитать толщины области обеднения контакта металл-полупроводник для следующих условий: полупроводник – арсенид галлия n-типа проводимости, концентрация донорной примеси – 5*10¹⁵ см^-3, изгиб зон на поверхности – 0.81 эВ, площадь контакта – 0.01 см², внешнее напряжение равно: а) 0 В, б) –3.19 В

12) Рассчитать емкость контакта металл-полупроводник для следующих условий: полупроводник – арсенид галлия n-типа проводимости, площадь контакта – 0.001 см², концентрация донорной примеси – 4*10¹⁶ см^-3, изгиб зон на поверхности– 0.81 эВ, внешнее напряжение равно равно – 0 В.

13) Расчет плотности объемного заряда контакта металл-полупроводник. Вывод формулы для удельной емкости контакта металл-полупроводник.

14) Метод определения высоты потенциального барьера контакта металл-полупроводник и концентрации легирующей примеси в полупроводнике по вольт-фарадной характеристике контакта.

Основная литература.

1. К.В.Шалимова. Физика полупроводников. 4-е изд., «Лань», Москва, 2010.

2. Гуртов В. А., Осауленко Р. Н., Физика твердого тела для инженеров, Москва: «Техносфера», 2007.

3. А. И. Ансельм. Введение в теорию полупроводников. «Лань», Санкт-Петербург, 2008.

Дополнительная литература.

1. Г.И.Епифанов. Физические основы микроэлектроники. «Советское радио», М., 1971.

2.