Управления и радиоэлектроники (тусур) комплексный метод измерения удельного сопротивления полупроводниковых материалов

1.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
КОМПЛЕКСНЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
По направлению 11.04.04 «Электроника и
наноэлектроника»
профиль «Квантовая и оптическая электроника»
Диссертация на соискание
степени магистра
Выполнил: студент гр. 359-М, Кравцов Р.Г.
Руководитель: к.ф-м.н. физ.-мат. наук, доцент кафедры ЭП, Башкиров А.И.
Изм Лист
Разраб.
Провер.
Реценз.
Н.Контр
Утверд.
№ документа
Р.Г. Кравцов
А.И. Башкиров
А.Г. Левашкин
В.Г. Дю
Н.И. Буримов
Подпись Дата
ЭП ВКРМ 2110.359
Лист.
КОМПЛЕКСНЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ
УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Лист
Листов
1
11
ТУСУР, ФЭТ, каф. ЭП, гр. 359-М

2.

Цели и задачи работы
Целью данной работы является исследование комплексного метода измерения удельного сопротивления
полупроводниковых материалов, обладающего высокой локальностью измерения в широком диапазоне рабочих
частот.
Задачи:
1) Изучение методов измерения удельного сопротивления электрофизических параметров полупроводников;
2) Изучение работы приборов для комплексного метода измерения удельного сопротивления, которые
позволят измерять электрофизические параметры широкозонных полупроводников;
3) Исследование температурных зависимостей удельного сопротивления германия отечественных марок
комплексным методом;
4) Исследование случайной составляющей погрешности измерения удельного сопротивления с помощью,
используемого СВЧ резонатора.
Изм
Лист № документа
Подпись
Дата
ЭП ВКРМ 2110.359
Лист
2

3. Бесконтактный СВЧ резонаторный метод измерения удельного сопротивления

1 – измерительное отверстие; 2 – индуктивный штырь;
3 – стенка; 4 – выходная и входная петли связи; 5 –
металлическая диафрагма; 6 – механизм перемещения
индуктивного штыря; 7 – измеряемый образец; 8 – ёмкость
для жидкого азота; 9 – нагревательная спираль
Рисунок 1 – Резонатор с внешним
измерительным отверстием
Изм
Лист № документа
Подпись
Дата
ЭП ВКРМ 2110.359
Лист
3

4. Функциональная схема установки

Рисунок 2 – Функциональная схема
установки
Изм
Лист № документа
Подпись
Дата
ЭП ВКРМ 2110.359
Лист
4

5. Схема устройства на основе RC-генератора с мостом Вина

Резисторы 2 и 3, включенные в цепь отрицательной обратной
связи усилителя 1 и служащие для изменения величины
коэффициента усиления усилителя 1, резистор 4 и
конденсатор 5, образующие параллельную RC-цепь моста
Вина, конденсатор 6, в который помещен измеряемый
образец и представляющий собой последовательную RCцепь моста Вина, причем мост Вина включен в цепь
положительной обратной связи усилителя 1, конденсатор 6
изображен в виде эквивалентной схемы,
где 7 - сопротивление участка измеряемого образца,
заключенного между пластинами конденсатора 6, 8 - емкость
участка измеряемого образца, заключенного между
пластинами конденсатора 6 без диэлектрической пленки,
изолирующей образец от металлических обкладок
конденсатора 6, 9 - емкость, образованная диэлектрической
пленкой и металлическими обкладками конденсатора 6,
частотометр 10, подключенный к выходу RC-генератора
Рисунок 3 - Схема устройства на основе RC-генератора с
мостом Вина
Изм
Лист № документа
Подпись
Дата
ЭП ВКРМ 2110.359
Лист
5

6. Интерфейс программы

Рисунок 4 - Вид интерфейса программы
Изм
Лист № документа
Подпись
Дата
ЭП ВКРМ 2110.359
Лист
6

7. Результаты измерений удельного сопротивления

Рисунок 4 – Температурная зависимость удельного
Рисунок 5 – Температурная зависимость удельного
сопротивления ОЧГ 548
сопротивления ОЧГ 592
Кривая 1- расчётная температурная зависимость при