宽禁带半导体材料研究

宽带隙半导体材料研究 – 充满挑战的新世界

人们努力降低功耗并提高设备密度和性能，推动了对具有高载流子迁移率、更高导电率的独特二维 (2-D) 固体及有机半导体和纳米级设备的研究。对更环保的发电解决方案的渴望促进了对高温超导体及功率转换过程所需功率半导体的研究。砷化镓 (GaAs) 和碳化硅 (SiC) 等材料对未来的电力传输技术至关重要。材料研究也是提高太阳能电池的转换效率和功率输出的关键。泰克和吉时利在创造一些最灵敏的测试和测量仪器方面一直处于世界领先地位，这使研究人员、科学家和工程师能够释放新材料的潜力。

可重复的材料科学测量技术

四点探头测量技术

半导体材料研究和设备测试通常包括确定样本的电阻率和霍尔迁移率。半导体材料的电阻率主要取决于体掺杂。在一个设备中，电阻率可以影响电容、串联电阻和门限电压。半导体的电阻率通常采用四点探头技术来确定。使用四个探头可以消除由于探头电阻、每个探头下的扩散电阻以及每个金属探头和半导体材料之间的接触电阻所造成的测量误差。

四点同轴探头电阻率配置。

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使用 2450 型 SourceMeter SMU 仪器和四点同轴探头测量电阻率
 

范德堡电阻率测量法

半导体材料的电阻率通常是用范德堡 (vdp) 法推导得出。这种四线方法可通过四个端子来测量厚度均匀的小尺寸扁平状被测件。范德堡法是通过在厚度均匀、形状随意的扁平被测件的四周使用四个小触点施加电流和测量电压。这种方法对测量非常小的被测件特别有用，因为触点的几何间距并不重要。被测件大小（即近似探头间距）所产生的效应不会影响测量值。使用这种方法，可通过在被测件四周总共进行八次测量来推导出电阻率。

范德堡电阻率公约。

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 使用 4200-SCS 型进行四探头电阻率和霍尔电压测量

用于材料检定应用的霍尔效应测量

霍尔效应测量对半导体材料很重要。通过外加磁场，可以测量霍尔电压。霍尔效应测量系统实际上可用于确定相当多的材料参数，但主要参数是霍尔电压 (VH)。载流子迁移率、载流子浓度 (n)、霍尔系数 (RH)、电阻率、磁阻 (R) 和导电类型（N 或 P）等其他重要参数都是根据霍尔电压测量值得出的。霍尔效应测量可有效地用于检定几乎所有的半导体生产材料（如硅 (Si) 和锗 (Ge)）以及大多数的化合物半导体材料（包括锗化硅 (SiGe)、碳化硅 (SiC)、砷化镓 (GaAs)、砷化镓铝 (AlGaAs)、砷化铟 (InAs)、砷化镓铟 (InGaAs)、磷化铟 (InP)、碲化镉 (CdTe) 和碲化镉汞 (HgCdTe)）。

霍尔效应图解。

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 用于材料检定应用中的霍尔效应测量

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