Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Четырёхзондовый метод измерения удельного сопротивления.

На плоской поверхности образца вдоль прямой линии располагают четыре металлических зонда с малой площадью соприкосновения. Расстояние между зондами равно S₁, S₂, S₃. Через два внешних зонда 1 и 4 пропускают электрический ток I₁₄, на двух внутренних зондах 2 и 3 измеряют разность потенциалов U₂₃. По измеренным значениям разности потенциалов между зондами 2 и 3 и тока, протекающего через зонды 1 и 4, можно определить удельное сопротивление образца.

Сформулируем предположения, на которых основан четырехзондовый метод измерения удельного сопротивления: 1) зонды расположены на плоской поверхности однородного изотропного образца полубесконечного объема; 2) зонды имеют контакты с поверхностью образца в точках, которые расположены вдоль прямой линии; 3) инжекция носителей заряда в объём образца отсутствует.

По принципу суперпозиции электрический потенциал в любой точке образца равен сумме потенциалов, создаваемых в этой точке током каждого зонда. При этом потенциал имеет положительный знак для тока, втекающего в образец (зонд 1) и отрицательный знак для тока, вытекающего из образца (зонд 4). Для зондов, расстояние между которыми S₁, S₂, S₃ потенциалы измерительных зондов 2 и 3.

Разность потенциалов

Согласно последнему уравнению, удельное сопротивление образца

Если расстояние между зондами одинаковы, т.е. S₁= S₂= S₃=S,

Используя другие комбинации включения токовых и потенциальных зондов, можно получить аналогичные выражения для удельного сопротивления, которые отличаются от последнего значениями числовых коэффициентов. Эти значения приведены в таблице:

№ п/п	Зонды	Ток	Зонды	Напряжение	Числовой коэффициент
	1–4 1–2 1–3 2–3 2–4 3–4	I₁₄ I₁₂ I₁₃ I₂₃ I₂₄ I₃₄	2–3 3–4 2–4 1–4 1–3 1–2	U₂₃ U₃₄ U₂₄ U₁₄ U₂₄ U₁₂	2p 6p 3p 2p 3p 6p

Как следует из таблицы, предпочтительны комбинации включения зондов 1 и 4, так как они обеспечивают максимальное регистрируемое напряжение.

Линейное расположение зондов на поверхности не является единственно возможным. Можно, например, использовать систему четырёх зондов, расположенных по вершинам квадрата. В этом случае ток протекает через зонды, образующие одну из сторон квадрата, например, через зонды 1 и 2, а напряжение измеряют на другой паре зондов 3 и 4. При этом удельное сопротивление определяется формулой:

Расположение зондов по вершинам квадрата обеспечивает снижение случайных ошибок примерно в 2 раза. Это достигается за счет выполнения измерений при пропускании тока последовательно через каждую пару соседних зондов, изменения полярности приложенного напряжения и последующего вычисления среднего значения удельного сопротивление по результатам восьми измерений.

Порядок выполнения

1. Включить вакуумный агрегат установки УВН-73П-2, получить вакуум в рабочей камере не хуже 5×10^{-4 мм.рт.ст}., предварительно загрузить в тигель таблетку испаряемого вещества и закрепить на карусели подложки для напыления.

2. С помощью натекателя подать в рабочую камеру кислород до давления 5×10^{-2 мм. рт. ст. Установить выходное напряжение на блоке ВС–23 на 3 кВ, включить блок питания.}

3. Убедиться в появлении плазмы тлеющего разряда по характерному свечению в камере. Включить карусель вращения подложек для проведения очистки подложек перед напылением.

4. Включить непрерывный СО₂– лазер ЛГН-703 и провести напыление материала In₂O₃:Sn в течение 10 мин в плазме тлеющего разряда при парциальном давлении кислорода 5×10^-2мм. рт. ст.

5. Отключить лазер ЛГН-703 и блок питания ВС-23, закрыть редуктор и напустить воздух в рабочую камеру. Достать полученные пленки.

6. Получить пленки испарением СО₂ лазера и при наличии плазмы тлеющего разряда при парциальных давлениях кислорода: 1×10^-2мм. рт. ст., 2×10^-3мм. рт. ст., 5×10^-3мм. рт. ст. Напыление проводить 10 мин.

7. Достать полученные пленки. Провести смену подложек и при необходимости заменить мишень. Откачать рабочую камеру до давления не хуже 5×10^-4мм. рт. ст., напылить пленки In₂O₃:Sn (в течении 10 мин).

8. Полученные пленки исследовать, измерив удельное электрическое сопротивление, величину светопропускания. Измерение Т проводить на спектрофотометре СФ–26 в диапазоне 400–700 нм. Проанализировать полученные результаты, сделать выводы.

Контрольные вопросы:

1. Факторы влияющие на электрическое сопротивление материалов. Правило Маттисена.

2. Сопротивление слоя. Температурный коэффициент сопротивление.

3. Влияние толщины пленок на их удельное сопротивление и температурный коэффициент сопротивления.

4. Влияние термообработки тонких пленом на их электрические свойства.

5. Методы измерения сопротивления слоя.

Литература:

1.Технология тонких плёнок. Под ред. Л. Майссела, Р. Глэнга. Т.2. М. “Сов. радио”, 1977, 768 с.

2. И.Е. Ефимов, М. Я. Козырь, Ю.И. Горбунов. Микроэлектроника. М.”Высшая школа”. 1986, 464 с.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒