半导体测试技术课件第一章 第1节 导电类型测量(to student)

5、根据图1-4，简述单探针点接触法测量导电型号的原理。
6、以p型半导体为待测样品，画出三探针法的测量示意图以及等效电路 图，并根据等效电路图，分析检流计中的电流方向。
7、冷热探针法和点接触探针法各自适合什么类型的样品测量？
8、样品在进行电学参数测量时，为什么要进行电磁屏蔽和光屏蔽？ *9、用探针测量导电型号时，为什么样品表面要喷砂处理？ *10、在点接触探针法中，探针一般用什么材料制作？形状有什么特点？
二、导电型号测量的意义
不同类型的半导体是形成半导体器件的基础。如 二极管(p-n)、三极管(n-p-n或p-n-p)等等。因此，测 量半导体材料的导电类型是制作半导体器件的依据。

三、常用测量方法

冷热探针法 单探针点接触整流法

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三探针法
1、冷热探针法

测量方法及原理
冷热探针法是利用温差电效应来测量半导 体的导电类型。通过判断温差电流的方向或温 差电势的极性来区分半导体的型号。

与Si形成整流接触的金属材料：钨、金
（1）当钨与n型半导体接触时，是正向导电（金属加正电压， 半导体加负电压时产生电流，反之不产生)
（2）当钨与p型半导体接触时，是反向导电（当金属加负电压， 半导体加正电压时产生电流 ，反之不产生)
Va p + Va +
I
I
因此，利用p型和n型半导体在点接触整流特性的差异， 可以来判断半导体的导电类型。
四、测量方法的运用
五、测准条件
本小节术语



导电型号 导电载流子：电子、空穴 掺杂： P型掺杂、N型掺杂 多数载流子（简称多子） 少数载流子（简称少子） 温差电效应 温差电动势 整流接触 欧姆接触 接触电阻
第一章作业
第一节 导电型号
1、半导体材料主要有哪两种导电型号？它们各自有什么特点？ 2、什么是半导体温差电效应？ 3、画出冷热探针法测量导电型号的原理示意图，并简述判别原理与方法。 4、什么是整流接触？什么是欧姆接触？各自有什么特点？
第一章
半导体材料导电型号、电阻率、 少数载流子寿命的测量
第一节 导电型号的测量
一、半导体的导电
电子 + 空穴
电子
空穴
掺杂半导体可分为两种导电型号：
p型：半导体单晶中掺入了受主杂质 (B/Mg 等II族或III族元素）；空穴是多数载流 子，即半导体主要依靠空穴来导电； n型：半导体单晶中掺入了施主杂质(P/S 等VI或VII族元素） ；电子是多数载流 子，即半导体主要依靠电子来导电。
2、单探针点接触整流法

测量方法及原理
将金属探针与半导体进行点接触，利用金属探 针与半导体接触时的整流特性进行半导体型号的判 断。
金属与半导体的接触
(1) 整流接触：在这种接触中，只有当金属-半导体两端 施加一定方向的电压时，金属-半导体才能导电；是一种单 向导电。也叫肖特基接触。这种接触可以等效为一个具有 整流特性的肖特基二极管。
(2) p型和n型半导体的判别
(a) 利用检流计指示
(b)利用示波器指示
3、三探针法
自学
(3) 专用测试设备
探针材料钨棒，热笔采 用PTC发热体加热
基于冷热探针法的导电类型鉴别仪
采用整流法和温差法的导电类型鉴别仪 温差法：10-4Ω· Cm～104Ω· Cm； 整流法：10-2Ω· Cm～104Ω· Cm
(2) 欧姆接触：在这种接触中，金属-半导体两端施加正
负两个方向的电压均可导电，是一种接触电阻很小的双向 导电。这种接触可以等效为一个阻值较低的电阻。
M S 欧姆接触 Rc<0.02欧姆

与Si材料形成欧姆接触的金属材料：
• • •
铅、镍； n型Si与五价元素合金（Au-As)构成欧姆接触； p型Si与三价元素合金（Au-Ga)构成欧姆接触。