半导体物理实验报告1..doc

学号 姓名 实验室 实验时间：第 11 周 星期 三 第 9-11 节 指导老师 实验名称 半导体电阻率的测量 实验目的 掌握电阻率的概念和意义。 2．掌握四探针法测量电阻率的原理。 3．熟悉SDY—4型四探针测试仪的操作。 实验设备及型号 SDY—4型四探针测试仪 软件 硬件 原理： 电阻率 对任意薄层半导体，有，其中为半导体的电阻率，单位为。 有，即半导体的电导率，单位为。有。 。 电阻率取决于载流子浓度和载流子迁移率。 其中，载流子在半导体中运动受到电离杂质、晶格振动（声学波散射、光学波散射）散射。 有。（、、分别表示只有一种散射机制（电离杂质、声学波、光学波）存在时的迁移率。）迁移率与杂质浓度和温度有关，同时，载流子浓度也与杂质浓度和温度密切相关。 所以电阻率随杂志浓度和温度而异。轻掺杂时，电阻率与杂质浓度成简单的反比关系；杂质浓度增高时，曲线严重偏离直线。温度较低时，电阻率随温度升高而下降；室温下，电阻率随温度升高而增大；高温时，电阻率随温度升高而急剧下降。 2．四探针法测电阻率 将四根排成一条直线的探针以一定的压力垂直地压在被测样品表面上，在1、4探针间通过电流I（mA），2、3探针间就产生一定的电压V(mV)。 按下列公式计算样品的方块电阻： 其中，D:样品直径；S：平均探针间距；W：样品厚度； Fsp：探针修正系数； F(W/S)：样品厚度修正系数； F(D/S)：样品直径修正系数； I：1、4探针流过的电流值； V：2、3探针间取出的电压值。 SDY—4型四探针测试仪的使用 设 计 思 想 及 流 程 图 实 验 原 理 及 实 验 步 骤 软件 硬件 源 代 码 及 注 释 实 验 步 骤 面板介绍： K7：电流换向按键 K6：测量/电流方式选择按键（开机时自动在电流位） K5：测量选择按键（开机时自动设置在） K4、K3、K2、K1：测量电流量程选择按键 W1：电流粗调电位器 W2：电流细调电位器 L：主机数字及状态显示器 实验内容及步骤： 1．开启主机电源，预热5分钟。 2．估计所测样品的电阻率范围，按下表选择电流量程。 电阻率 电流量程（mA） 0.06 100 0.03~0.6 10 0.3~60 1 30 0.1 如无法估计时 ，一般先选择0.1mA量程进行测试，再估计。 3．放置样品，压下探针，使样品接通电流。从显示器上读出电流数值。调节电位器，即可得到所需的测试电流值。 测试点流选取：,计算出I=0.ABCD。 在一起上调整W1和W2，使测试电流显示值为“□ABCD”，当选取不同的电流量程时，测试电流显示值与真实电流值的关系如下表： 电流显示值 电流量程（mA） 真实电流值（mA） □ABCD 100 AB.CD □ABCD 10 A.BCD □ABCD 1 0.ABCD □ABCD 0.1 0.0ABCD 调整电流后，按K6键选择测量，按K5选择，则可以读出所测样品的电阻率。 软件 硬件 源 代 码 及 注 释 实 验 数 据 及 结 果 硅片直径： ；;硅片厚度： 中心： 处： 边缘： 测量结果： 中心 边缘 0.1358 0.1356 0.1337 39.01 40.90 43.65 41.19 思 考 题 及 心 得 体 会 误差分析： 在测量电阻率的过程中，由于探针，电流，硅片等因素的影响可能会影响测量结果的准确性，我们采用的直线四探针法测量，测量时四个探针是否在一条直线上、探针接触硅片时压力是否合适、硅片被测区域的电阻率是否均匀等问题都会影响测量出的电阻率的准去性。 思考题： 当样品电阻率1999.9时，称为高阻，利用四探针测试仪怎么测量？ 答：1.计算电流，按照公式计算样品测试电流值； 2.调整电流，如按照以上计算出的电流数为：****。则仪器上选择“1”电流档，放置样品并使探头接触之，按电流减小方向调整电流为0.0***（）； 3.读取电阻率的值并乘以10即为本次测试的样品的电阻率值。 心得体会： 实验过程中一定要善于思考，分析可能会影响实验结果的误差，操作时一定要认真准确，尽量减小因为操作带来的误差。