Kristallarında kinetik effektlərin ölçülmə üsulu

kristallarında kinetik effektlərin
ölçülmə üsulu.
Yarımkeçiricilərdə yükdaşıyıcıların konsentrasiyası, qadağan olunmuş zonanın eni, Holl yürüklüyü və effektiv kütləsi kimi əsas xarakterik parametrlərinin təcrübi təyini üsulları hal-hazırda praktik olaraq standartlaşdırılmışdır. Tədqiq olunan maddələrdə xüsusi elektrik keçiriciliyinin, Holl və termo e.h.q. əmsallarının temperatur asılılıqlarının ölçülməsi [163-165] işlərində təsvir olunan qurğuda aparılmışdır.
Nümunənin xüsusi elektrik keçiriciliyi aşağıdakı düsturla hesablanıb:
, (1)

burada, -zondlar arasındakı məsafə, I-nümunədən axan cərəyanın şiddəti, S-nümunənin en kəsiyinin sahəsi, DV_s -nümunə boyunca yerləşən zondlar arasındakı potensiallar fərqidir.
Holl sabiti
(2)

düsturu ilə hesablanır. Burada, -maqnit sahəsinin induksiyası, d-nü­mu­­­nənin qalınlığı , DV_R- Holl zondları arasındakı potensiallar fərqidir.
Nümunələrdə yaranan termo e.h.q. əmsalı
(3)

düsturu ilə hesablanmışdır. Burada, - kontaktlar arasındakı potensiallar fərqi, isə temperaturlar fərqidir.
Tədqiq olunan kristalların kifayət qədər təmiz olmaması və qeyri-bircinsliyi ilə əlaqədar yaranan xətalar ölçmələr zamanı müəyyən rol oynayır və nəzərə alınmalıdır. Bu tip xətaları minimuma endirmək üçün ölçmələrdə imkan daxilində bircins nümunələrdən istifadə etmək lazımdır.
Elektrik keçiriciliyi ölçmələrindəki nisbi xəta aşağıdakı kimi hesablanır:
. (4)

Nümunədən axan cərəyan şiddətinin təyinindəki xəta çox kiçik olmuşdur 0.1%. Nümunənin xətti ölçüləri və zondlar arasındakı məsafə MİR-12 mikroskopu vasitəsilə, 5×10^-5m dəqiqliklə ölçülüb və ölçmələrdəki xəta 0.1¸0.6%-i aşmır, DS/S»0.6 1% tərtibindədir. DV_s -nın qiyməti isə yuxarıda qeyd etdiyimiz kimi çox böyük dəqiqliklə (DV_s /V_s<0,04%) təyin edilir. Beləliklə, nümunənin xüsusi elektrik keçiriciliyinin təyinindəki xəta 2.3%- tərtibdə olur.
Termo-e.h.q.-nin ölçülməsi zamanı nisbi xəta isə
(5)
düsturu vasitəsilə təyin edilmişdir.
tərtibindədir. Temperaturun artması ilə xromel -alümel termocütünün həssaslığı artdığından kəmiyyəti azalır. Əgər DT=6K olarsa, temperatur T=80K olduqda , tem­pe­ratur T=200K olduqda isə olur və s.. -nın ölçülməsində yol verilən xəta 4% tərtibində olmuşdur.
Holl əmsalının ölçülməsi zamanı nisbi xəta
(6)
düsturu ilə hesablanır.
Nümunədəki cərəyan şiddətinin, gərginliyin və nümunənin qalınlığının təyinindəki nisbi xətaların qiymətləndirilməsi yuxarıda verilib və təxminən 5%-i aşmır. s və R-in qiymətlərini təyin etdikdən sonra yükdaşıyıcıların yürüklüyü də hesablanmışdır. Yürüklüyün təyinindəki xəta s və R-in təyinindəki xətaların cəmi kimi hesablanır və ~7% tərtibindədir.
Aparılan tədqiqatlar zamanı alınan nəticələrin təkrarlanması və onların dəqiqliyi aşağıdakı kimi yoxlanılmışdır: ölçmələr aparıldıqdan sonra nümunə tutqa­cda qalmış və müəyyən müddətdən sonra ölçmələr yenidən təkrarlanmışdır; nümunəni tutqacdan götürüb ona yeni kontaktlar birləşdirilmiş və ölçmələr yenidən təkrarlanmışdır. Əksər nümunələrdə aparılan ölçmələrin nəticələri normal təkrarlanır və maksimum kənaraçıxma ölçü xətaları tərtibində olur.
Ədəbiyyat
1. Батавин В.В., Концевой Ю.А., Федорович Ю.В. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур-М.: Радио и связь 1985, с.264
2. Плад П., Ортон Дж. В. Методы измерения электрических свойств полупроводников;Пер. с англ//Зарубежная радиоэлектроника, 1981, №1,с.3-50, №2,с. 3-49
3. Павлов Л.П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов «Полупроводниковые и микроэлектронные приборы» 2-ое изд., перераб., и доп.- М.:Высщая школа, 1987-239с.