1.1导电类型的测试
硅材料基础知识
基础课件－硅材料基础知识硅材料基础知识主要内容：一、概述二、硅的结构、分类与来源三、硅的物理性质四、硅的化学性质五、硅的物理参数及测量六、硅的应用及注意事项一、概述硅材料的基础知识，课程包括较多，有固体物理、量子力学、半导体物理、半导体化学、半导体器件工艺、半导体材料等方面的知识；内容较多，如半导体电子状态和能级、载流子的发布、导电性、非平衡载流子、P－N结、金属与半导体的接触、表面理论、光电效应、磁电效压阻效应、异质结等。
这里只介绍半导体材料的最基本的内容。
1、材料按导电性能划分，可分为：导体、绝缘体、半导体三类。
导体——容易导电的材料。
如各种金属、石墨等。
一般的，电阻率<0.2Ω·cm 绝缘体——很难导电的材料。
如橡胶、玻璃、背板、EVA、SiO2、Si3N4等。
一般的，电阻率>20000Ω·cm半导体——介于两者之间的材料。
如Si、Ge、GaAs、ZnO等，它具有一些独特的性质。
注：a、金属靠电子导电，溶液靠离子导电，半导体导电靠电子或空穴导电。
b、空穴就是电子的缺少。
2、半导体材料，按组成结构可分为：元素半导体、化合物半导体、非晶半导体、有机半导体。
3、半导体器件对材料的要求：3.1禁带宽度适中（一般0.5～1.5电子伏，硅是1.08）3.2载流子迁移率高（一般1000～5000cm2/V·s）3.3纯度高3.4电阻率要求可靠、均匀（一般0.001～100000 ，硅本征2.3×105）3.5晶体的完整性二、硅的结构、分类与来源1、硅的原子理论1.1元素周期表中，第三周期、第IVA 族元素，原子序数14，原子量28电子排布1S 22S 22P 63S 23P 2 ,化合价为＋4价（＋2价）1.2硅有三种同位素28Si ：92.21％、29Si ：4.70％、30Si ：3.09％、1.3晶体结构：金刚石结构（正四面体），原子间以共价键结合。
硅材料检测技术知识点总结
4.X 射线的产生？ ①电子的韧制辐射，用高能电子轰击金属，电子在打进金属的过程中急剧减速，按照 电磁学，有加速的带电粒子会辐射电磁波，如果电子能量很大，比如上万电子伏，就 可以产生 x 射线，这是目前实验室和工厂，医院等地方用的产生 x 射线的方法。②原 子的内层电子跃迁也可以产生 x 射线，量子力学的理论，电子从高能级往低能级跃迁 时候会辐射光子，如果能级的能量差比较大，就可以发出 x 射线波段的光子。
硅单晶面经研磨、择优腐蚀等一系列恰当的处理后，表面出现许多的小腐蚀坑，当一 束平行光入射到小坑上时，就会被这些小平面反射到不同的方向上去，如在反射光路 上放置一个光屏，就能在光屏上现出晶体的光像，这种光像具有与腐蚀坑相应的宏观 对称性。根据晶体反射光像的对称性以及光图中心的偏离角，可以确定晶体的生长方 向和晶体的晶向偏离角度。 三、X 射线定向 1.X 射线——电磁波——波长 0.01～100Å ，1nm＝10Å＝10-9m 2.X 射线的性质：（感光作用，荧光作用，电离作用，穿透能力强，折射率近似等于 1， 衍射作用） 3.X 射线分类①具有连续各种波长的射线，构成连续 X 射线谱，这种连续 X 射线和白 光相似，是各种波长辐射的混合体，也叫白色 X 射线或多色 X 射线。②具有一定波长 的若干 X 射线谱线，叠加在连续 X 射线谱上，称为特征 X 射线或标识 X 射线。 3.X 射线定向仪（组成：X 射线发生部分，X 射线检测部分，样平台及转角测量部分） ——用来精确的测定各种半导体晶体的晶向
若四根探针排列成一条直线，其间距分别为 S1、S2、S3，则
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半导体导电类型
图 2 四探针法测量半导体电阻率示意图
数载流子寿命的方法有多种，广泛应用的是交流光电导衰退法，简便迅速，测量范围为 10～103μ s。，适
合于锗、硅材料。半导体材料电学参数测量方法列于表 3 中。
表 3 半导体材料电学参数测量方法
测试项目 导电
测量方法 (1)冷热探笔法
对象和特点
适用于电阻率不太高的材料，硅<100Ω cm；锗<20Ω cm 不适于低阻材料，硅，l~100Ω cm；锗，不适用。
半导体材料电学参数测量(electric parameter measurement for semiconductor material)
电学参数是半导体材料钡 0 量的重要内容。它主要包括导电类型、电阻率、寿命和迁 移率测量。
导电类型测量 半导体的导电过程存在电子和空穴两种载流子。多数载流子是电子 的称 n 型半导体；多数载流子是空穴的称 p 型半导体。测量导电类型就是确定半导体材料中 多数载流子的类别。常用的方法有冷热探针法、整流法等。冷热探针法是利用温差电效应的 原理，将两根温度不同的探针与半导体材料表面接触，两探针间外接检流计(或数字电压表) 形成一闭合回路，根据两个接触点处存在温差所引起的温差电流(或温差电压)的方向可以确 定导电类型。整流法是利用金属探针与半导体材料表面容易构成整流接触的特点，可根据检 流计的偏转方向或示波器的波形测定导电类型。常用三探针或四探针实现整流接触。霍耳效 应亦可测定半导体材料的导电类型。
国家标准《非本征半导体材料导电类型测试方法》编制说明(送审稿)
国家标准《非本征半导体材料导电类型测试方法》（送审稿）编制说明一、工作简况1、项目背景和立项意义导电类型是半导体材料的基本电学参数。
在本征半导体中添加施主或受主物质(通常称为掺杂物)，通过施主型杂质解离向导带注入电子或受主型杂质俘获价带电子产生的自由载流子，使本征半导体产生额外的电导，成为非本征半导体。
非本征半导体由于添加施主型杂质或受主型杂质分别成为N型半导体或P型半导体。
在半导体材料的生产过程中，非本征半导体导电类型的测定对半导体设备的制造及研究和发展具有重要的意义。
随着半导体材料产业的飞速发展，非本征半导体材料导电类型测试方法近年来也在不断改进，原有标准GB/T 1550-1997已经不能充分适应目前半导体材料产业发展的需要，因此需要对原有标准进行修订。
本标准主要参照SEMI MF 42-1105(0611)对国家标准GB/T 1550-1997进行修订，进一步完善非本征半导体材料导电类型的测试方法。
鉴于半导体晶片做得越来越薄（供太阳能电池用的硅片厚度已经达到160~180μm），原有标准GB/T 1550-1997中的三探针法及冷热探针法等测量导电类型的方法极易引起晶片损伤，也无法适应现代化晶片自动分选的要求，本标准在修订时增加了表面光电压法测试非本征半导体材料导电类型的方法。
本标准修订后扩展了原标准的适用范围，有较强的适用性，将更为完整、先进，更好地满足半导体材料产业发展的需要。
2、任务来源2015年8月，根据《国家标准委关于下达2015年第二批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合[2015]52号）的要求，《非本征半导体材料导电类型测试方法》国家标准的修订任务由乐山市产品质量监督检验所负责，计划号为20151793-T-469，任务完成时间为2015年～2017年。
3、项目承担单位概况乐山市产品质量监督检验所是四川省乐山市质量技术监督局直属质检技术机构，是依据《中华人民共和国标准化法》和《中华人民共和国产品质量法》设置的法定检验机构，于1989年按照《计量法》规定首次通过计量认证和实验室审查认可。
C1二极管单向导电特性的测试(精)
温 度 特 性
发 光 效 应
光 电 效 应
电 容 效 应
稳1：二极管单向导电性的测试 任务要求：按测试程序要求完成所有测试内容，并撰写测试报告。 测试设备：模拟电路综合测试台1台，0～30V直流稳压电源1台，数 字万用表1块，mA表1只。 测试电路：如图所示，其中二极管VD为1N4148（或其他），R为 1k。
模拟电子技术与应用
JiangSu College of Information Technology
本课程简介
本课程为《模拟电子技术与应用》，采用项目驱动教 学的模式，属职业能力课程，且为学院级精品课程，采用 项目式教学方式授课。 本课程具有较强的实践性，有广泛的应用领域。 学好本课程的要点: 做好每一个项目、写好每一份报 告、完整做好每一件事，培养解决电路问题的方法及电子 线路的相关概念、多练习。
二 极 管 三 场 极 效 管 应 管 集 成 器 件
单元电路
单 管 三 组 态 放 大 器 负 反 馈 放 大 器 集 成 运 算 放 大 电 路
应用电路
低 频 功 率 放 大 器 直 流 稳 压 电 源
电子材料的导电性能分析
电子材料的导电性能分析电子材料是现代电子技术中不可或缺的基础材料，其导电性能对于电子设备的性能和功能起着至关重要的作用。
本文将从导电性能的定义、常见测量方法、影响因素以及提升导电性能的途径等方面进行分析和讨论。
一、导电性能的定义导电性能是指材料导电的能力，通常通过电导率来表征。
电导率是描述材料导电性能的物理量，单位是西门子/米（S/m）。
电导率越高，材料的导电性能就越好。
二、导电性能的测量方法1. 四探针法：四探针法是一种常用的测量材料导电性能的方法。
它利用四个探针分别接触材料的表面，形成一个电流通路，通过测量电流和电压的关系来计算材料的电阻和导电率。
2. 电阻率计法：电阻率计也是一种常见的测量导电性能的工具。
它通过在材料上施加一定的电压，测量通过材料的电流大小，从而计算出电阻和电导率。
3. Hall效应测量法：Hall效应是一种描述导电性能的现象，通过测量材料中磁场引起的电压差来计算出载流子的类型、浓度和迁移率等参数，进而得到材料的导电性能。
三、影响导电性能的因素1. 材料的载流子类型和浓度：导电性能与材料内部载流子的类型（电子或正孔）和浓度相关。
一般来说，电子是主要的载流子，浓度越高，导电性能越好。
2. 材料的晶格结构和净化度：晶格结构的完整性和净化度对导电性能起着重要的影响。
杂质、缺陷和晶格畸变等因素都会降低导电性能。
3. 温度：温度对导电性能有显著影响。
一般来说，随着温度的升高，导电性能会增加，但在一定温度范围内，导电性能可能会出现饱和现象。
四、提升导电性能的途径1. 选择合适的导电材料：根据具体的应用需求，选择具有良好导电性能的材料是提升导电性能的重要途径。
例如，金属、导电聚合物等材料具有较高的导电性能。
2. 优化材料的制备工艺：通过优化材料的制备工艺，可以改善材料的结晶性和纯度，从而提升导电性能。
例如，采用先进的沉积技术、控制材料的热处理参数等。
3. 掺杂和合金化：适度的掺杂和合金化可以改变材料的电子结构和晶格结构，从而提高导电性能。
金属导电性的测量实验报告
金属导电性的测量实验报告实验目的：测量不同金属材料的导电性能，并比较它们之间的差异。
实验器材：1. 电源2. 电流表3. 电压表4. 导体材料（铜线、铁线、铝线等）5. 连接线6. 示波器（可选）实验原理：金属导电性是金属材料的一种重要特性，通常用电导率来描述。
电导率（σ）是指单位长度和单位横截面积的金属导体通过电流时所能导电的能力。
根据欧姆定律（Ohm's Law），电流（I）与电压（V）之间的关系为I = V/R，其中R是电阻。
电导率则定义为导体单位长度上的电量与电压之比，即σ = I/(A × V)，其中A是导体的横截面积。
实验步骤：1. 将电流表和电压表分别接入实验电路中，确保电路连接正确并稳定。
2. 准备好不同金属导体材料，如铜线、铁线、铝线等。
3. 依次将不同金属导体材料接入电路中，连接好电源，并调节电流大小，确保测量范围适中。
4. 分别测量每个金属导体材料的电流值和电压值，并记录下来。
5. 根据测量结果计算出每个金属导体材料的电阻和电导率，并记录下来。
6. 分析比较不同金属导体材料的电导率，探究其差异的原因。
实验结果：在测量过程中，我们得到了以下数据：1. 铜线：电流值为I1，电压值为V1；2. 铁线：电流值为I2，电压值为V2；3. 铝线：电流值为I3，电压值为V3。
通过计算，我们得到不同金属导体材料的电阻和电导率如下：1. 铜线：电阻为R1，电导率为σ1；2. 铁线：电阻为R2，电导率为σ2；3. 铝线：电阻为R3，电导率为σ3。
实验讨论：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 铜线具有较低的电阻和较高的电导率，说明它是一种良好的导电材料。
2. 铝线具有较高的电阻和较低的电导率，说明它相对于铜线来说导电性较差。
3. 铁线的导电性能介于铜线和铝线之间。
这种差异主要是由于金属导体内部的自由电子的运动性质不同所导致的。
在铜线中，自由电子的数量较多且能够自由运动，因此导电性能较好。
实验一材料导电性能的测量
(2)将电压选择开关置于所需要的测试电压位置上，将 “倍率选择”旋至所 需要的位置。 (在不了解测试值的数 量级时，倍率应从低次方开始选择。)
(3)将“放电、测试”开关放在“测试”位置，检查应选 择的位置，打开输
入短路开关(即按钮抬起来)，读取加上测试电压1分钟时， 指示电表显示的电阻值。读数完毕，将“倍率”打回 “10-1”档。
(2) 分别计算各种材料的电阻率和相对电导率； (3)根据实验结果分析铜和铜合金导电性和成分的关系； (4)对实验中出现的一些问题进行讨论。
ln
D2 D1
(2)
式中π—3.1416； D2一保护电极的内径 (cm)；D1一测量电极的直径 (cm)；1n一自然对数。
数据及处理
(1)用所得的测试数据分别计算各试样的体积电阻率ρV， 及表面电阻率ρS，将计算结果填入下表的相应格内． (2)根据所做实验试分析产生误差的原因，及采取哪些缩小 误差的措施。
一、目的要求
1、掌握材料导电性能（电阻率、电导率）的 测量方法；
2、了解电阻率和电导率的相互关系； 3、了解高分子、陶瓷材料的体电阻、表面电
阻；
4、理解成分对金属材料导电性能影响。
欧姆定律
二、基本原理
RL S
电阻率与材料本质有关
电阻率的单位：m ， cm ， cm，
工程技术上常用mm2/m。它们之间的换算关系为
数据及处理
样品
电导率测量值 m/ mm2
1# 紫铜 Cu 2# 磷铜 Cu-P 3# 铅黄铜 Cu-Zn-P) 4# H62铜 Cu-Zn 5#铬锆铜 CuCrZr 6# 铝 Al 7# 银合金 AgSnO2
电阻率 mm2/ m
聚合物导电测试标准
聚合物导电测试标准前言嘿，今天咱们来聊聊聚合物导电测试标准这个事儿。
你知道吗？随着科技的发展，聚合物在我们生活中的应用那是越来越广泛了。
从电子设备里的一些小零件，到大型的电力传输设施，都可能用到聚合物材料。
但是呢，不同的应用场景对聚合物的导电性能有不同的要求。
所以啊，就需要有一个统一的测试标准，这样大家才能知道自己用的聚合物到底导电性能咋样，是不是符合要求。
这就像是一场比赛，得有个规则才能判断谁胜谁负，对吧？适用范围这个聚合物导电测试标准适用的场景可多啦。
比如说，在电子行业里，那些电路板上的聚合物涂层，就得测试它的导电性。
因为如果导电性不好，可能就会影响电子信号的传输，导致设备出故障。
再比如，在新能源汽车的电池组件中，有些聚合物材料用于电池的封装或者电极连接部分，也需要进行导电测试。
毕竟，电池的性能可是和这些部件的导电性能密切相关的。
还有像一些传感器的制造，其中的聚合物元件如果导电性能不达标，那传感器可能就无法准确地检测数据。
总之呢，只要是涉及到聚合物在导电方面有要求的产品制造、研发等场景，这个测试标准都能用得上。
术语定义1. 聚合物（Polymer）说白了，聚合物就是由很多小分子重复连接起来形成的大分子物质。
就像搭积木一样，许多相同或者相似的小积木（小分子）一块一块地拼接起来，最后变成一个很大的结构体（大分子）。
常见的聚合物有塑料、橡胶这些东西。
在导电测试中，我们关注的是这种聚合物材料的导电特性。
2. 导电性（Conductivity）你可以想象一下，导电性就像是水在管道里流动的顺畅程度。
如果一种材料导电性好，那就好比是粗水管里的水，电流很容易通过；要是导电性不好呢，就像细水管或者有堵塞的水管，电流通过就比较困难。
它衡量的是材料允许电流通过的能力。
正文1. 化学成分相关标准条款1.1 纯度要求1.2 添加剂影响很多时候，为了改善聚合物的某些性能，会添加一些添加剂。
这些添加剂对导电性的影响可不能忽视。
1.1导电类型的测试汇总
4、外界因素：电磁场、避免用手或别的东 西接触晶体。
三探针法等效电路图
二、两种方法的比较及其使用场合
1、冷热探笔法主要适用电阻率不太高的样 品，对低阻样品很灵敏，一般认为适用于 室温电阻率在1000Ω·cm以下的单晶。
2、三探针法适用于室温电阻率在1～1000 Ω·cm之间的硅单晶。
1、注意单晶电阻率的大致范围。
2、注意样品的表面效应。
绝缘体：不善于传导电流的物质称为绝缘 体（Insulator），绝缘体又称为电介质引。 它们的电阻率极高。
本征半导体：不含杂质且无晶格缺陷的半 导体称为本征半导体。在极低温度下，半 导体的价带是满带（见能带理论），受到 热激发后，价带中的部分电子会越过禁带 进入能量较高的空带，空带中存在电子后 成为导带，价带中缺少一个电子后形成一 个带正电的空位，称为空穴。空穴导电并 不是实际运动，而是一种等效。电子导电 时等电量的空穴会沿其反方向运动。
主讲人：刘建波 材料工程系
1、1半导体单晶硅导电类型的测试 1、2半导体硅单晶电阻率的测定 1、3 非平衡少数载流子寿命的测量
导体：导体（conductor），是指电阻率很 小且易于传导电流的物质。
半导体（ semiconductor），指常温下导电 性能介于导体（conductor）与绝缘体 （insulator）之间的材料。
测试方法： 1、冷热探笔法 2、三探针法 3、单探笔法接触整流法 4、冷探笔法 5、四探针法
1、冷热探笔法
2、三探针法
在样品上压上三个探 针，针距在0.15 ～ 1.5mm的范围内。在探 针1和探针2之间通过 限24流V的电交阻流R1电R2源接，上在6 ～探 针2和探针3之间接检 流计。根据偏转的方 向就可以判断半导体 样品是P型还是N型。
非本征半导体材料导电类型测试方法
非本征半导体材料导电类型测试方法引言随着电子技术的快速发展，研究和开发新型半导体材料的需求也越来越迫切。
非本征半导体材料作为一类新兴的材料，在光电子、能源存储等领域具有巨大的应用潜力。
在研究非本征半导体材料时，准确测定其导电类型是非常重要的，因为导电类型直接影响材料的电子输运特性和应用性能。
本文将探讨非本征半导体材料导电类型测试的方法。
二级标题一：室温四探针测试方法三级标题一：原理室温四探针测试（Four-probe technique）是一种常用于测量半导体材料导电性质的方法。
它利用四个探针以及电流源和电压测量器，分别测量材料的电流和电压，计算出电阻值，从而判断半导体材料的导电类型。
三级标题二：测试步骤1.准备测试样品：切割出正方形的非本征半导体材料样品，并通过化学方法清洗表面，确保材料的纯净度。
2.安装四探针：使用微操作器将四个探针按一定间距安装在样品的表面上，确保四个探针成正方形排列。
3.连接电路：将电流源与两个相邻的探针相连，通过电流源向样品中注入电流。
将两个相邻的探针上的电压分别接入电压测量器，测量样品中的电压差。
4.测量电流和电压：根据电压测量器的读数和电流源的设定值，分别测量材料中的电流和电压，记录下来。
5.计算电阻值：使用欧姆定律，根据测得的电压和电流值，计算出样品的电阻值。
6.判断导电类型：将所得的电阻值与已知标准值进行比较，从而判断非本征半导体材料的导电类型。
二级标题二：霍尔效应测试方法三级标题一：原理霍尔效应测试（Hall Effect measurement）是一种常用于测量半导体材料导电类型和电子浓度的方法。
它利用外加磁场作用下材料中载流子的偏转效应，通过测量材料横向电压和纵向电流，可以计算出电子浓度和载流子类型。
三级标题二：测试步骤1.准备测试样品：切割出狭长形的非本征半导体材料样品，并通过化学方法清洗表面，确保材料的纯净度。
2.安装霍尔探测器：将样品安装在霍尔探测器上，确保样品与霍尔探测器的接触良好。
水的电导率和电阻率的标准测试方法
水的电导率和电阻率的标准测试方法1 适用范围1.1 该测试方法涵盖了对水的电导率和电阻率的测定，包括以下方法：方法A——静态（不流动）样品的现场测试和实验室常规测试，测定范围为10～200 000μS/cm，参见第12～18节。
方法B——线性流动样品的测试，测定范围为5～200 000μS/cm，参见第19～23节。
1.2 该测试方法已用于被试验的水的测试，但使用者有责任确保该测试方法对于未经试验的水的有效性。
1.3 对于测定值在该测试方法范围之外，参见测试方法D5391。
1.4 该标准并不提供所有安全措施，即便有所提供，也是和使用相关；该标准的使用者有责任建立合理的安全和健康操作规程，并在使用之前确定限制性规定的适用性。
2 参考文献2.1 美国材料试验协会（ASTM）标准：D1066 水蒸汽取样操作规程D1129 与水相关的术语D1192 密闭管路中水及其蒸汽取样装置的规格说明D1193 试验用水的规格说明D2186 水蒸汽中致垢杂质的测试方法D2777 D-19委员会关于水的精度和误差适宜测定方法的操作规程D3370 密闭管路中采集水样的操作规程D4519 通过阳离子交换和脱气阳离子电导率适时测定高纯水中阴离子和二氧化碳含量的测试方法D5391 流动高纯水样品电导率和电阻率的测试方法E1 ASTM温度计的规格说明3 专业术语3.1 定义3.1.1 电导率——在特定的温度下，1cm3（立方体，译者注）水溶液两平行相对面间所测电阻（以欧姆表示）的倒数。
注1——电导率的单位是西门子/厘米（S/cm），该单位与以前所用单位姆欧/厘米在数值上相当。
当电池实测电阻R x以欧姆（Ω）表示时，电导为1/R x，它与截面积A（cm2）成正比，与长度L（cm）成反比，如下式：1/R x＝K·A/L测定1 cm3电导池两平行相对面间电导时，所得到的K称作电导率。
在特定的温度（通常为25℃）下，电导率的值用微西门子/厘米（μS/cm）或S/cm表示。
多晶硅块检验标准
多晶硅锭/块质量检验规范编制:审核:批准：年月日发布年月日正式实施目录一。
适用范围二. 引用标准三。
检验项目四. 检验工具五. 实施细则1. 硅锭/块电性能检测2。
多晶硅块阴影检验3。
硅块电性能阴影判定4. 多晶硅块外观尺寸检验附表1:硅锭/块性能检验标准附表2：硅块外观尺寸检验标准一.适用范围本细则规定了多晶硅锭/块的电性能/阴影杂质/外观尺寸的检验项目、测量器具、检测方法、操作步骤、判定依据,适用于正常生产的多晶硅锭/硅块的质量检验。
二. 引用标准 《硅锭内控标准》《Q/BYL02太阳能级多晶硅片》 《硅片切割工艺文件》三。
检验项目电阻率、少子寿命、导电类型、氧/碳含量、外观、几何尺寸、硅块杂质/隐形裂纹四.检验工具四探针电阻率测试仪、导电类型测试仪、少子寿命测试仪、红外阴影扫描测试仪、游标卡尺（0.02mm 精度）、万能角度尺、钢板尺五。
实施细则1. 硅锭/块电性能检测1.1 硅块测试取样及测试面的选取16块规格的硅块每锭抽测A 块、B 块和F 块三块，25块规格的硅锭每锭抽测A 块、B 块、G 块、M 块四块,若“测量样块"表面无法测试时可选用对称位置的其他硅块代替。
（测量样块表面手感平整无明显“锯痕”、“台阶”等现象,测试时保证测试平面与少子寿命测试仪测试头无摩擦，防止损伤“测试头”，测试过程中“测试头”与测试平面距离(2±1mm)基本保持一致)。
通常选择“测量样块”的第2或3面（硅块上箭头所指方向为第1面，顺时针依次为2、3、4面).若A 块第2或3面质量不符合测试要求,则选取D 块第3、4面或M 块第1、2面或P 块第1、4面其中一面进行测试；B 、G 、F 、M 样块的测量出现质量不符合测试要求的情况可按以上A 块测量方式测量；并在记录中注明。
16块规格 25块规格注:电性能参数不影响209mm切割高度的生产锭:16块规格:A块代表该硅锭四角的硅块(硅块A、D、M、P块,共4块）;B块代表四周的硅块(B、C、E、H、I、L、N、O块，共8块）F块代表该硅锭中间的硅块(硅块F、G、J、K块，共4块）；25块规格:A块代表该硅锭四周的硅块(硅块A、D、M、P块，共4块)；B块代表四周的硅块（B、C、D、F、J、K、O、P、T、V、W、X块，共12块)；G、M块代表中间的硅块（G、H、I、L、M、N、Q、R、S块,共9块）。
1.半导体材料导电类型的测定
实验1 半导体材料导电类型的测定1．实验目的通过本实验学习判定半导体单晶材料导电类型的几种方法。
2．实验内容用冷热探针法和三探针法测量单晶硅片的导电类型。
3．实验原理3.1半导体的导电类型是半导体材料重要的基本参数之一。
在半导体器件的生产过程中经常要根据需要采用各种方法来测定单晶材料的导电类型。
测定材料导电类型的方法有很多种，这里介绍常用的几种测定导电类型的方法，即冷热探针法、单探针点接触整流法和三探针法。
3.1.1 冷热探针法冷热探针法是利用半导体的温差电效应来测定半导体的导电类型的。
在图1a中，P型半导体主要是靠多数载流子——空穴导电。
在P型半导体未加探针之前，空穴均匀分布，半导体中处处都显示出电中性。
当半导体两端加上冷热探针后，热端激发的载流子浓度高于冷端的载流子浓度，从而形成了一定的浓度梯度。
于是，在浓度梯度的驱使下，热端的空穴就向冷端做扩散运动。
随着空穴不断地扩散，在冷端就有空穴的积累，因而带上了正电荷，同时在热端因为空穴的欠缺(即电离受主的出现)而带上了负电荷。
上述正负电荷的出现便在半导体内部形成了由冷端指向热端的电场。
于是，冷端的电势便高于热端的电势，冷热两端就形成了一定的电势差，这一效应又称为温差电效应，这个电势差又称为温差电势。
如果此时在冷热探针之间接入检流计，那么，在外电路上就会形成由冷端指向热端的电流，检流计的指针就会向一个方向偏转。
从能带的角度来看，在没有接入探针前，半导体处于热平衡状态，体内温度处处相等，主能带是水平的，费米能级也是水平的。
在接入探针以后，由于冷端电势高于热端电势，所以冷端主能带相对于热端主能带向下倾斜，同时由于冷端温度低于热端，故热端的费米能级相对于冷端的费米能级来说，距离价带更远，如图1b所示。
如果我们将上述的P型半导体换成N型半导体，则电子做扩散运动，在冷端形成积累。
由于电子带有负电荷，所以，冷端电势低于热端电势，在外电路形成的电流从热端指向冷端，检流计向另一方向偏转。
《不同物质的导电性能》导电性测试动手实践
《不同物质的导电性能》导电性测试动手实践《不同物质的导电性能导电性测试动手实践》在我们的日常生活中，电无处不在。
从照明的灯泡到驱动各种电器的电源，电的传输和应用都离不开物质的导电性能。
那么，不同的物质在导电方面究竟有何差异呢？为了一探究竟，让我们通过一系列的动手实践来测试不同物质的导电性能。
首先，我们需要准备一些实验器材。
常见的有电池盒、电池、小灯泡、导线、开关，以及各种待测试的物质，如金属丝（铜丝、铁丝等）、铅笔芯、塑料棒、玻璃棒、盐水、糖水等。
我们先来测试金属丝的导电性能。
将电池放入电池盒，连接好导线和开关，然后把一端导线连接电池的正极，另一端连接小灯泡的一个连接点。
再用另一条导线一端连接电池的负极，另一端连接一根铜丝。
最后，将铜丝的另一端与小灯泡的另一个连接点接触。
当我们闭合开关时，小灯泡瞬间亮了起来。
这表明铜丝具有良好的导电性能，能够让电流顺利通过。
接着，我们换成铁丝进行同样的操作，小灯泡依然能够发光，只是亮度可能会有所不同。
这说明铁丝也能导电，但它的电阻可能比铜丝大一些。
接下来测试铅笔芯。
铅笔芯主要成分是石墨，它并不是金属，那它能导电吗？按照之前的连接方式，当铅笔芯接入电路时，我们惊喜地发现小灯泡也亮了，只是亮度相对较弱。
这说明铅笔芯具有一定的导电能力，虽然不如金属丝那么强，但也能让电流通过。
然后是塑料棒和玻璃棒。
当我们把塑料棒接入电路，无论怎么操作，小灯泡都不亮。
同样，玻璃棒也无法让小灯泡发光。
这是因为塑料和玻璃通常被认为是绝缘体，它们几乎不允许电流通过。
再试试盐水和糖水。
将两根导线分别插入盐水中，闭合开关，小灯泡亮了。
而把导线插入糖水中时，小灯泡却不亮。
这是因为盐在水中溶解后会形成自由移动的离子，能够导电；而糖在水中溶解后，不能形成自由移动的带电粒子，所以不导电。
通过这些简单的实验，我们可以初步得出结论：金属通常具有良好的导电性能，如铜、铁等；而像石墨这样的非金属物质，也有一定的导电性；绝缘体如塑料、玻璃等则几乎不导电；溶液的导电性能则取决于溶质在水中是否能电离出自由移动的带电粒子。
研究物质导电性的电导率测量实验
研究物质导电性的电导率测量实验引言：导电性是一个物质的重要物理性质，它与物质内部自由电子运动的程度有关。
在实际应用中，电导率的准确测量对于材料选择、电子器件设计以及电解质溶液的分析等方面都具有重要的意义。
本文将详细介绍研究物质导电性的电导率测量实验，包括实验的定律、实验准备、实验过程，以及实验的应用和其他专业性角度的讨论。
一、实验定律：在进行电导率测量实验时，我们需要遵循欧姆定律以及电导率的定义。
欧姆定律表明，当导体两端施加电压时，导线内的电流与施加的电压成正比，而与导线的长度和横截面积成反比。
电导率则定义为单位长度导线的电阻与其横截面积的比值。
二、实验准备：1. 实验材料：选择待测导体材料，例如金属导线、电解质溶液等。
2. 实验仪器：直流电源、电流表、电压表、可变电阻器、导线等。
3. 实验装置：搭建合适的电路，确保待测导体与仪器之间的连接可靠。
三、实验过程：1. 搭建电路：首先，将直流电源与待测导体连接，电流表和电压表分别串联在电路中，以测量电流和电压的数值。
同时，为了能够调节电流的大小，可以在电路中加入可变电阻器。
2. 施加电压：调节直流电源的电压，以施加不同大小的电压。
3. 测量电流和电压：通过电流表和电压表测量电流和电压的数值，并记录下来。
4. 计算电导率：根据欧姆定律以及电导率的定义，将所得的电流和电压值代入相应的公式，计算出电导率的数值。
四、实验应用和其他专业性角度的讨论：1. 材料选择：通过测量物质的电导率，可以评估该物质在导电性方面的性能，进而选择合适的材料用于电子器件的制造。
2. 电解质溶液分析：测量电解质溶液的电导率可以反映其中的物质浓度和导电性能，从而用于溶液浓度分析等方面。
3. 物质研究：电导率测量也可以用于研究新型材料的导电性质，探寻材料的内部结构和电子运动特性。
4. 导电性机制研究：通过电导率的测量，可以研究导电性的机制，如金属的自由电子运动和电解质溶液中离子的传导机制等。
1.1 导电型号测试
E
（b）P型半导体 ） 型半导体
E
3、导电类型的判定 、
（1）检流计指针偏转（STY-1） ）检流计指针偏转（ ）
显示方式： 显示方式： 指针向正方偏转被 测样品为P型 测样品为 型; 指针向负方向偏转 被测样品为N型 被测样品为 型。
多数载流子为电子，少数载流子为空穴。 多数载流子为电子，少数载流子为空穴。
二、导电类型的测量方法
冷热探笔法
温差电动势法
冷探针法 三探针法 四探针法
整流效应法
单探针点接触整流法
三、冷热探笔法
1、原理：如图所示 、原理：
利用冷热探笔与半导体 样品接触， 样品接触，在与冷热探 笔接触点之间产生电势 差，如两根探笔之间接 上检流计构成回路， 上检流计构成回路，产 生一温差电流， 生一温差电流，根据温 差电流的方向判断样品 的导电类型。 的导电类型。
第一章 硅单晶常规电学参数的测 试
1.1 半导体硅单晶导电型号的测量
一、根据硅单晶参杂的元素不同分类： 根据硅单晶参杂的元素不同分类： 1、P型半导体： 、 型半导体： 型半导体
多数载流子为空穴，少数载流子为自由电子。 多数载流子为空穴，少数载流子为自由电子。
2、N型半导体： 、 型半导体 型半导体：
STY-2型冷热探笔法测试仪器 型冷热探笔法测试仪器
1）结构 ）
保温指示灯 N型旋钮 型旋钮 加热指示灯
P型旋钮 型旋钮 电源开关
冷探笔
热探笔
2）使用方法 ）
1）插好背板上的电源线，并与～220V插座相接； ）插好背板上的电源线，并与～ 插座相接； 插座相接 将热笔、冷笔与面板上4芯 芯插座相接。 将热笔、冷笔与面板上 芯、3芯插座相接。 芯插座相接 2）打开仪器面板左下角的电源开关，电源指示灯 ）打开仪器面板左下角的电源开关， 及热笔加热灯亮。10分钟左右热笔达到工作温度时 分钟左右热笔达到工作温度时， 及热笔加热灯亮。10分钟左右热笔达到工作温度时， 保温（ 灯亮，即可进行型号测量。 保温（绿）灯亮，即可进行型号测量。热探笔随后 自动进入保温→加热 保温→…循环，温度保持在 加热→保温 循环， 自动进入保温 加热 保温 循环 40-60℃（国标及国际标准规定的温度）。 ℃ 国标及国际标准规定的温度）。 3）先将热笔在被测单晶面上放稳，后将冷笔点压 ）先将热笔在被测单晶面上放稳， 在单晶上，液晶显示器即显示型号（ 或 ）。 在单晶上，液晶显示器即显示型号（N或P）。
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1、1半导体单晶硅导电类型的测试 1、2半导体硅单晶电阻率的测定 1、3 非平衡少数载流子寿命的测量
导体：导体（conductor），是指电阻率很 小且易于传导电流的物质。 半导体（ semiconductor），指常温下导电 性能介于导体（conductor）与绝缘体 （insulator）之间的材料。
杂质半导体：通过扩散工艺，在本征半导体中 掺入少量合适的杂质元素，可得到杂质半导体。 P型半导体：在纯净的硅晶体中掺入三价元素 （如硼），使之取代晶格中硅原子的位置，就 形成了P型半导体。 多数载流子：P型半导体中，空穴的浓度大于 自由电子的浓度，称为多数载流子，简称多子。 少数载流子：P型半导体中，自由电子为少数 载流子，简称少子。 受主原子：杂质原子中的空位吸收电子，称受 主原子。
1、冷热探笔法
2、三探针法 在样品上压上三个探 针，针距在0.15 ～ 1.5mm的范围内。在探 针1和探针2之间通过 限流电阻R1R2接上6 ～ 24V的交流电源，在探 针2和探针3之间接检 流计。根据偏转的方 向就可以判断半导体 样品是P型还是N型。
三探针法等效电路图
二、两种方法的比较及其使用场合 1、冷热探笔法主要适用电阻率不太高的样 品，对低阻样品很灵敏，一般认为适用于 室温电阻率在1000Ω·cm以下的单晶。 2、三探针法适用于室温电阻率在1～1000 Ω·cm之间的硅单晶。
ห้องสมุดไป่ตู้
P型半导体的导电特性：它是靠空穴导电，掺入的 杂质越多，多子（空穴）的浓度就越高，导电性能 也就越强。 N型半导体：在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如 磷），使之取代晶格中硅原子的位置形成N型半导 体。 多子：N型半导体中，多子为自由电子。 少子：N型半导体中，少子为空穴。 施主原子：杂质原子可以提供电子，称施主原子。 N型半导体的导电特性：掺入的杂质越多，多子 （自由电子）的浓度就越高，导电性能也就越强。
1、注意单晶电阻率的大致范围。 2、注意样品的表面效应。 3、三探针法时压力不要太大，几克力就可 以。 4、外界因素：电磁场、避免用手或别的东 西接触晶体。
绝缘体：不善于传导电流的物质称为绝缘 体（Insulator），绝缘体又称为电介质引。 它们的电阻率极高。
本征半导体：不含杂质且无晶格缺陷的半 导体称为本征半导体。在极低温度下，半 导体的价带是满带（见能带理论），受到 热激发后，价带中的部分电子会越过禁带 进入能量较高的空带，空带中存在电子后 成为导带，价带中缺少一个电子后形成一 个带正电的空位，称为空穴。空穴导电并 不是实际运动，而是一种等效。电子导电 时等电量的空穴会沿其反方向运动。
半导体器件厂就是用一定型号的单晶来生 产出所需要的半导体元件。通过一定的器 件工艺可以生产出二极管、三极管、可控 硅和集成电路等。因此单晶硅导电类型的 测量为制作导体器件提供原始依据。并且 是关系到器件效能的重要参数。
测试方法： 1、冷热探笔法 2、三探针法 3、单探笔法接触整流法 4、冷探笔法 5、四探针法