2023年07國際學(xué)院微電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

微電子技術(shù)試驗(yàn)指導(dǎo)書微電子技術(shù)試驗(yàn)指導(dǎo)書半導(dǎo)體電阻率測(cè)試試驗(yàn)工程〔驗(yàn)證性試驗(yàn)2h〕1的算法，進(jìn)展半導(dǎo)體體電阻率的測(cè)量。解。試驗(yàn)完成之后要寫出試驗(yàn)分析報(bào)告。試驗(yàn)?zāi)康?〕. 學(xué)習(xí)把握測(cè)試半導(dǎo)體電阻率特性參數(shù)的方法。2). 加深對(duì)半導(dǎo)體電阻率特性參數(shù)理解，把握對(duì)該參數(shù)的觀查分析方法。試驗(yàn)原理14探針間通以電流I(mA)，2、3探針間就產(chǎn)生確定的電壓V(mV)(如圖1)。測(cè)量此電壓并依據(jù)測(cè)量方式和樣品的尺寸不同，可分別按以下公式計(jì)算樣品的電阻率、方塊電阻、電阻：V1V123↑4圖１.直線四探針法測(cè)試原理圖4mm)電阻率：VI F〔D/S〕╳F〔W/S〕╳W╳Fsp Ω·cm …(1)其中：D樣品直徑，單位：cmmmS單位全都；S平均探針間距，單位：cmmmD單位全都(四探針頭合格證上的S值)；cmF(W/S)S單位全都；探針間距修正系數(shù)(F值)；F(D/SD→∞時(shí)，F(xiàn)(D/S)=4.532F(D/S)B查出：F(W/S)—樣品厚度修正因子。W/S<0.4時(shí)，F(xiàn)(W/S)=1；W/S>0.4時(shí)，F(xiàn)(W/S)值由附表C查出；65.2)；2、3mV；□VI□Ｒ＝ F〔D/S〕╳F〔W/S〕╳Fsp Ω/□ …(2)I□其中：D樣品直徑，單位：cmmmS單位全都；S平均探針間距，單位：cmmmD單位全都(四探針頭合格證上的S值)；cmF(W/S)S單位全都；探針間距修正系數(shù)(F值)；F(D/SD→∞時(shí)，F(xiàn)(D/S)=4.532F(D/S)B查出：F(W/S)—樣品厚度修正因子。W/S<0.4時(shí)，F(xiàn)(W/S)=1；W/S>0.4時(shí)，F(xiàn)(W/S)值由附表C查出；65.1)；2、3mV；①雙面集中層方塊電阻Ｒ□此時(shí)Ｒ=4.532V□ I

Fsp②單面集中層、離子注入層、反型外延層方塊電阻F(D/S)D/SC中查出。另外由于集中層、注入層厚度W遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于探針間F(W/S)=1，此時(shí)有IＲ＝V F〔D/S〕FspI□③.棒材或厚度大于4mm的厚片電阻率ρ：當(dāng)探頭的任一探針到樣品邊緣的最近距離不小于4S時(shí)，測(cè)量區(qū)的電阻率為：VIC Ω·cm …(3)S為探針系數(shù)，單位：cm(C值)；S:1/S=1/S1+1/S3–1/(S1+S3)1/(S2+S3，S1為(1-2)針、S2為(2-3針、S3為(3-4)針的間距，單位：cm；5.2(65.2)；2、3mV；④.電阻的測(cè)量：應(yīng)用恒流測(cè)試法，電流由樣品兩端流入同時(shí)測(cè)量樣品兩端壓降。樣品的電阻為：RV Ω …(3)ImA,5.2(65.2)；mV；儀器電氣原理如以以下圖所示220V電源濾波(一220V電源濾波(一)電流濾波穩(wěn)壓(二)恒流選檔換向樣品測(cè)試A/D轉(zhuǎn)換并行通訊接口打印機(jī)顯示器計(jì)算機(jī)顯示晶硅物理測(cè)試方法國家標(biāo)準(zhǔn)并參考美國A.S.T.M標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的，專用于測(cè)試半導(dǎo)體材料電阻率(薄層電阻)的專用儀器。儀器由主機(jī)、探針測(cè)試臺(tái)、四探針探頭、計(jì)算機(jī)等局部組成，測(cè)量數(shù)據(jù)既可由四探針測(cè)試儀Excel中，讓用戶對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展各種數(shù)據(jù)分析。試驗(yàn)內(nèi)容、要求試驗(yàn)條件：儀器：RTS-8型數(shù)字式四探針測(cè)試儀；試樣：給定的測(cè)試樣片；測(cè)試內(nèi)容、利用儀器通過估測(cè)選定最正確測(cè)試電流檔；、依據(jù)選定的電流檔對(duì)樣片選擇多個(gè)不重合的區(qū)域進(jìn)展測(cè)試并做好記錄?！病充?。、試驗(yàn)測(cè)試工程及其數(shù)據(jù)記錄表表1 方塊電阻范圍估測(cè)記錄表100mA10mA1mA100uA10uA

通過估測(cè)確定方塊電阻范圍值推想電阻值(Ω/□) 估算電阻范圍值〔求平均值得出電阻范圍值〕表2 最正確測(cè)試電流量程選擇表：<2.52.0～2520～250200～25002023～25000>20230

推舉電流量程100mA10mA1mA100uA10uA1uA

選擇電流量程表3 按選定電流量程對(duì)不同測(cè)試點(diǎn)的電阻測(cè)試記錄選擇不同測(cè)試區(qū)測(cè)試方塊電阻選擇不同測(cè)試區(qū)測(cè)試方塊電阻測(cè)試區(qū)號(hào)承受的電流量程表4 同一點(diǎn)承受不同電流量程時(shí)電阻測(cè)試記錄：選擇不同電流量程時(shí)電阻率測(cè)量表選擇不同電流量程時(shí)電阻率測(cè)量表選擇電流量程(Ω·cm)備注100mA10mA1mA100uA10uA1uA要求：、測(cè)試參數(shù)〔電阻率、電阻，記錄在設(shè)計(jì)好的表格中，留待分析。測(cè)試過程要細(xì)心調(diào)整儀器，避開消滅突變性特別數(shù)據(jù)。依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)撰寫試驗(yàn)報(bào)告預(yù)習(xí)要求理解試驗(yàn)?zāi)康呐c原理。通過附件學(xué)習(xí)儀器使用說明書。試驗(yàn)預(yù)備：設(shè)計(jì)預(yù)備好試驗(yàn)測(cè)試方案、記錄表格。結(jié)合試驗(yàn)內(nèi)容復(fù)習(xí)相關(guān)理論學(xué)問。試驗(yàn)前提交預(yù)習(xí)報(bào)告，未事先做好以上試驗(yàn)預(yù)備的不能參與試驗(yàn)。報(bào)告要求. 簡(jiǎn)潔說明試驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆? 報(bào)告中整理、計(jì)算、分析出試驗(yàn)結(jié)果。3〕. 分析說明試驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)和結(jié)果。4〕. 結(jié)合理論學(xué)問，比照分析數(shù)據(jù)，給出自己的分析結(jié)論。5). 答復(fù)規(guī)定的思考題。思考題同一硅片測(cè)試的電阻率與所加測(cè)試電流有無關(guān)系？假設(shè)同一硅片不同區(qū)域測(cè)試的電阻率不同，作何解釋？附：本試驗(yàn)用硅片與測(cè)試點(diǎn)示意圖：1.試驗(yàn)用硅片俯視圖其中黑色小圓點(diǎn)為待測(cè)試點(diǎn)〔17個(gè)點(diǎn)。每個(gè)點(diǎn)用不同的電流方向各測(cè)試一次兩次測(cè)量結(jié)果取平均值得該點(diǎn)電阻率。17個(gè)點(diǎn)的電阻率取平均值得到硅片的電阻率。微電子技術(shù)試驗(yàn)指導(dǎo)書微電子技術(shù)試驗(yàn)指導(dǎo)書霍爾效應(yīng)觀測(cè)設(shè)計(jì)性試驗(yàn)工程〔2h〕1觀測(cè)實(shí)際霍爾器件在特定磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生霍爾電壓的狀況，深入理解半導(dǎo)體霍爾效應(yīng)；把握半導(dǎo)體霍爾效應(yīng)測(cè)試方法及其對(duì)特性的理解、分析方法；2、試驗(yàn)原理說明：、試驗(yàn)根本方法是觀測(cè)一個(gè)實(shí)際的線性霍爾器件在特定磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生霍爾電壓的狀況。、通過理論學(xué)習(xí)，半導(dǎo)體材料在磁場(chǎng)作用下可以產(chǎn)生霍爾電壓效應(yīng)，該電壓隨磁場(chǎng)〔磁場(chǎng)的有無、強(qiáng)弱、變化周期〕等用途。但是霍爾因此在磁場(chǎng)比較弱的條件下也能便利的觀看到該電壓特性。、試驗(yàn)條件：試驗(yàn)中磁場(chǎng)為一周期性交變磁場(chǎng)；以轉(zhuǎn)變磁場(chǎng)源距離霍爾器件遠(yuǎn)近的方法來模擬轉(zhuǎn)變磁場(chǎng)強(qiáng)弱；SS495A〔2.4、試驗(yàn)電路應(yīng)檢測(cè)的參數(shù)和性能判別標(biāo)準(zhǔn)：L〔cm；LVo〔Vpp,示波器觀測(cè)值；測(cè)繪磁場(chǎng)源鼓舞電壓與檢測(cè)到的霍爾電壓的波形與周期，分析是否全都；3、試驗(yàn)要求：把握特性測(cè)試儀器的應(yīng)用；把握霍爾效應(yīng)器件特性的測(cè)試方法。線性度，測(cè)試對(duì)象的頻響特性。對(duì)參數(shù)進(jìn)展完整記錄。性。試驗(yàn)者必需完成規(guī)定的試驗(yàn)內(nèi)容，做好記錄，課后完成試驗(yàn)報(bào)告；4、試驗(yàn)步驟：1、試驗(yàn)前預(yù)習(xí)本試驗(yàn)工程，了解霍爾器件原理；“SS495A”器件為對(duì)象，利用給定電路及其條件進(jìn)展實(shí)測(cè)；、按比例盡量準(zhǔn)確繪制記錄測(cè)試器件的特性曲線；、應(yīng)完成的測(cè)試內(nèi)容和填寫的測(cè)試記錄表距離霍爾電壓0mm距離霍爾電壓0mm5mm10mm15mm20mm25mm30mm磁場(chǎng)特性三角鋸齒注：150H〔測(cè)試過程中保持波形不明顯失真；2、轉(zhuǎn)變磁場(chǎng)螺桿與霍爾感應(yīng)元件的的距離從而轉(zhuǎn)變磁場(chǎng)強(qiáng)度頻率磁場(chǎng)特性頻率磁場(chǎng)特性正弦1020305010020030040050060070080011.522.5HzHzHzHzHzHzHzHzHzHzHzHzkkkK測(cè)試過程中保持波形不明顯失真；5、試驗(yàn)報(bào)告要求、簡(jiǎn)述試驗(yàn)原理及要求；、依據(jù)數(shù)據(jù)分析測(cè)試結(jié)果；、依據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)繪出測(cè)試的頻響特性曲線；說明曲線；4〕、思考題的答復(fù)等內(nèi)容。5 、附注：試驗(yàn)用霍爾器件說明霍爾電壓輸出5V2.5V霍爾電壓輸出5V2.5V磁場(chǎng)O－O－SS495A 輸出

強(qiáng)度＋－O霍爾器件SS495A輸出特性 外形圖本霍爾器件輸出電壓中含有約2.5V直流重量，是無用成分。1：試驗(yàn)裝置附圖2：正負(fù)電源連接圖正、負(fù)電源連接方法示意圖ONONV+GNDV-微電子技術(shù)試驗(yàn)指導(dǎo)書微電子技術(shù)試驗(yàn)指導(dǎo)書半導(dǎo)體光敏效應(yīng)器件觀測(cè)試驗(yàn)工程〔設(shè)計(jì)性試驗(yàn)4h〕2成試驗(yàn)電路搭建，然后在規(guī)定時(shí)間到試驗(yàn)室進(jìn)展測(cè)試。之后要寫出報(bào)告。本試驗(yàn)學(xué)時(shí)是指試驗(yàn)者提交試驗(yàn)作品到試驗(yàn)室進(jìn)展實(shí)測(cè)的規(guī)定時(shí)間長(zhǎng)度。試驗(yàn)?zāi)康?〕. 深入理解把握半導(dǎo)體光效應(yīng)特性。2). 把握利用常規(guī)儀器對(duì)半導(dǎo)體光敏效應(yīng)器件根本特性參數(shù)進(jìn)展觀測(cè)的方法。試驗(yàn)原理及其參考電路效應(yīng)特性。試驗(yàn)需要設(shè)計(jì)一適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)電路來進(jìn)展，電路主要包含兩局部：敏器件間的距離來轉(zhuǎn)變照耀光強(qiáng)；一個(gè)局部是為被測(cè)光敏器件供給適當(dāng)?shù)碾娖?，以便能將被測(cè)器件的光敏特性轉(zhuǎn)換V、A特性進(jìn)展檢測(cè)的偏值電路；關(guān)系的。并要加以分析和記錄。由于試驗(yàn)并未要求對(duì)光強(qiáng)度作定量計(jì)量，所以試驗(yàn)是定性的，要求對(duì)被測(cè)器件依據(jù)檢測(cè)得到,試驗(yàn)者應(yīng)在分析其工作原理根底上，依據(jù)自己對(duì)試驗(yàn)的理解和測(cè)試量的獵取方法，設(shè)計(jì)適宜的試驗(yàn)電路開展試驗(yàn)。VR:10KΩR2 R1：100Ω＋R2：5.1KΩVR R1 uA6V直流 －電壓源作為光源的 被檢測(cè)的 ＋發(fā)光二極管 光敏二極管 V－4.1半導(dǎo)體光敏器件特性觀測(cè)試驗(yàn)的參考模型電路思考：(1)在試驗(yàn)中假設(shè)不供給電流表，僅使用電壓表，可以依據(jù)什么原理得到相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果，從而完成測(cè)試？〔2〕上述電路中各電阻和電位器起什么作用？試驗(yàn)內(nèi)容、要求與條件器材和儀器數(shù)量器材和儀器數(shù)量數(shù)字三用表1直流電源1發(fā)光二極管1光敏二極管1PCB板1阻容元件自備報(bào)告。依據(jù)給定條件，設(shè)計(jì)搭建好試驗(yàn)電路，先要初步預(yù)調(diào)電路；試驗(yàn)要求按兩個(gè)模式進(jìn)展測(cè)試：格中，留待分析。中，留待分析?！蚕鄬?duì)于光源的變化，依據(jù)檢測(cè)得到的參數(shù)，做出趨勢(shì)性的比較分析結(jié)論，做出相應(yīng)能清楚、直觀表達(dá)試驗(yàn)結(jié)論的特性曲線。撰寫試驗(yàn)報(bào)告預(yù)習(xí)要求〔不完成以下預(yù)習(xí)要求者不得進(jìn)展試驗(yàn)〕理解試驗(yàn)?zāi)康呐c原理，完成預(yù)習(xí)報(bào)告。試驗(yàn)預(yù)備：〔在預(yù)習(xí)報(bào)告中反映〕裝配并預(yù)調(diào)試試驗(yàn)電路〔實(shí)測(cè)前要預(yù)先在板上貼上標(biāo)簽，寫好試驗(yàn)者姓名學(xué)號(hào)。試驗(yàn)總結(jié)報(bào)告要求說明試驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆ｊU述、分析自己的試驗(yàn)電路原理。分析說明試驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)和結(jié)果,并在曲線上劃分出各特性區(qū)段?？偨Y(jié)試驗(yàn)的收獲體會(huì)。答復(fù)規(guī)定的思考題。7、成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)：〔10?！?0?！?0?！?5?！?5。思考題被測(cè)器件上的電壓變化大小與R2的阻值大小有何關(guān)系？按試驗(yàn)電路，只檢測(cè)光敏管的電流或電壓能否同樣得出類似的分析結(jié)果。一、光電效應(yīng)試驗(yàn)器材配發(fā)清單1、由于是設(shè)計(jì)性試驗(yàn)，只供給關(guān)鍵器件，其余器件學(xué)生自行設(shè)計(jì)承受和購置。2、原則要求按試驗(yàn)指導(dǎo)書的要求，自行設(shè)計(jì)試驗(yàn)電路，兩人一組；3、課余時(shí)間設(shè)計(jì)、裝調(diào)好電路