9-3 用热激活法测量肖特基势垒高度（教案）.PDF

9-3 用热激活法测量肖特基势垒高度 （教案） 实验的目的要求： a) 学习金属－半导体接触的有关基础理论知识； b) 了解和掌握肖特基势垒的测量方法； c) 正确地测定肖特基势垒高度和理查逊常数等物理量。 教学内容： 1. 在晶体管图示仪上检查Pt / n −Si 和 Au / n −GaAs 的肖特基势垒二极管的伏安特性是 否良好。 2. 利用式（9—3—9 ）测量Pt / n −Si 的品质因子n ，串联电阻R 。 在 300K 温度下，选择适当的电压间隔（如 0.02V ），分别测量正向偏置电压从 0.10 dV 1 －0.30V 范围内各个电压下的电流I 值。作 − 曲线，由曲线定出品质因子n 、串联 dI I 电阻R 。 3. 利用式（9—3—11）测量Pt / n −Si 的肖特基势垒高度qφ 和有效理查德常数 A** （本实 b 验金属与半导体接触的有效面积： Ae 2.83 ×10−3 cm2 ）。 固定正向偏置电压（如 0.16V ），分别测量样品在不同温度条件下的电流I 值，作 I 1000 ln( ) − 曲线。由曲线定出肖特基势垒高度qφ 和有效理查德常数 A** 。（注：当 2 b T T 温度稳定以后，应确认偏置电压。） 4. 测量Au / n −GaAs 的品质因子n ，串联电阻R 。 在 300K 温度下，选择适当的电压间隔（如 0.02V ），分别测量正向偏置电压从 0.10 － dV 1 0.30V 范围内各个电压下的电流I 值。作 − 曲线，由曲线定出品质因子n 、串联电 dI I 阻R 。 5. 测量Au / n −GaAs 肖特基势垒高度qφ 和有效理查德常数 A** （本实验金属与半导体接 b 触的有效面积： Ae 5.02 ×10−3 cm2 ）。 固定正向偏置电压（如 0.20V ），分别测量样品在不同温度条件下的电流 I 值，作 I 1000 ln( ) − 曲线，由曲线定出肖特基势垒高度qφ 和有效理查德常数 A** 。（注：当温 2 b T T 度稳定以后，应确认偏置电压。） 实验过程中可能涉及的问题：（有的可用于检查予习的情况，有的可放在实验室 说明牌上作提示，有的可在实验过程中予以引导，有的可安排为报告中要回答的 问题，不同的学生可有不同的要求） 1． 肖特基势垒形成的机理是什么？ 2 ．利用热激活法如何测定肖特基势垒二极管的品质因子 n 、串联电阻 R ？正确测量的条件 是什么？ 3 ．利用热激活法如何测定理查逊常数 A**和肖特基势垒高度 qφ ？正确测量的条件是什 b 么？ 4 ．为什么在测量前检查肖特基势垒二极管的伏安特性？ 5 ．对肖特基势垒二极管加偏压及测试电流时，为什么样品温度要发生变化？怎样减小温度 变化对实验测量的影响？ 6 ． 固定偏压测不同温度条件下肖特基势垒二极管的电流时，为什么每一温度都要重新确认 偏置电压值？ 7 ．测试电流太小或太大，将会对肖特基势垒高度有什么样的影响？ dV 1 I 1000 8．分别画出本实验测量的两种肖特基势垒二极管的 − 曲线