GOST 25948-83

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  ГОСТ 25948-83

GOST 25948−83 (ST SEV 3910−82) Gallium-Arsenid-Phosphid und Gallium-Folienkaschierung. Messung des spezifischen elektrischen Widerstands und des Hall-Koeffizienten (mit Änderung N 1)

GOST 25948−83
(ST SEV 3910−82)

Gruppe В09
DER STAATLICHE STANDARD DER UNION DER SSR

GALLIUMARSENID-PHOSPHID UND GALLIUM-FOLIENKASCHIERUNG

Messung des spezifischen elektrischen Widerstands und des Hall-Koeffizienten

Monocrystal gallium arsenide and gallium phosphide. Measurement of specific electric resistance and Hall coefficient

ОКСТУ 1772

Gültigkeit: ab 01.01.85
bis 01.01.90*
________________________________
* Beschränkung der Laufzeit aufgehoben
über N 4−93 Zwischenstaatlichen Rats
für Normung, Metrologie und Zertifizierung
(IUS N 4, 1994). — Anmerkung des Datenbankherstellers.

Wurde vom Ministerium für Metallurgie der UdSSR

DARSTELLER

A. V. Елютин, N. N. Solowjew, N. Und. Сучкова, W. M. Michailow

EINGEFÜHRT durch das Ministerium für Metallurgie der UdSSR

Mitglied Des A. P. Снурников

GENEHMIGT UND IN Kraft gesetzt durch die Verordnung des Staatlichen Komitees der UdSSR nach den Standards vom 28. Oktober 1983 N 5178

Es gibt eine Änderung N 1, genehmigt und eingetragen in Aktion mit dem 01.01.90 Verordnung des staatlichen Standards der UdSSR vom 22.03.89 606 N

Änderung N 1 vorgenommen, der Hersteller der Datenbank nach Text IUS N 6, 1989


Diese Norm legt Verfahren zur Messung des spezifischen elektrischen Widerstand, Hall-Koeffizienten und der elektrischen Leitfähigkeit Bestimmung der Art, der Konzentration und холловской Beweglichkeit der wichtigsten Ladungsträger für Halbleiter-Materialien mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von 10bis 10OHM·cm monokristalline Gallium-Arsenid und Gallium-Phosphid.

Standard voll entspricht ST SEV 3910−82.

(Geänderte Fassung, Bearb. N 1).

1. DAS WESEN DES VERFAHRENS

1.1. Bestimmung des spezifischen elektrischen Widerstands basiert auf der Messung der längs des elektrischen Feldes und der Stromdichte , aufgerufenen diesem Feld.

1.2. Die Bestimmung der Hall-Koeffizient basiert auf der Messung des elektrischen Feldes quer , durch ein Halbleiter, der in einem Magnetfeld platziert Induktionen bei der Strömung durch ihn Stromdichte von in einer Richtung senkrecht zu dem Magnetfeld.

1.3. Typ Leitfähigkeit des Halbleitermaterials nach dem Zeichen setzen EMK Hall in übereinstimmung mit den verdammten.1.

(Geänderte Fassung, Bearb. N 1).

Verdammt.1*

_______________
* Zeichnung 1. (Geänderte Fassung, Bearb. N 1).

1.4. Konzentration und Beweglichkeit der wichtigsten Ladungsträger bestimmen durch Berechnung auf der Grundlage von Daten zur Messung des spezifischen elektrischen Widerstands und des Hall-Koeffizienten.

2. INSTRUMENT

2.1. Strukturelle messanordnung für die Messung des spezifischen elektrischen Widerstands und des Hall-Koeffizienten finden Sie auf verdammt.2.

1 — das zu messende Probe; 2 — Magnet; 3 — Quelle DC; 4 — Messeinrichtung; 5 — Schaltvorrichtung Gerät

Verdammt.2

2.1.1. Die Messeinrichtung muss bestätigt werden. Der Hauptteil der relative Fehler bei der Installation von Proben mit einem spezifischen elektrischen Widerstand OHM·cm nicht überschreiten bei der Messung des spezifischen elektrischen Widerstands von ±5% und Hall-Koeffizient ±8%; bei der Kontrolle von Proben mit einem spezifischen elektrischen Widerstand OHM·cm nicht überschreiten jeweils ±12% und ±15%.

2.1.2. Erlaubt die Durchführung von Messungen und Auswertungen, die mithilfe der Automatisierung durch algorithmen, die in dieser Norm, insbesondere die Verwendung von Installationen vom Typ «Hall-100», «Hall-200» unter den Voraussetzungen des Absatz 2.1.1.

2.1.1, 2.1.2. (Neu eingeführt, Bearb. N 1).

2.2. Die Anforderungen zu den Elementen des Organigramms in Abhängigkeit von den zu messenden Materials sind in der Tabelle gezeigt.1−2.

2.2.1. Ein Magnet ermöglicht das erstellen von Magnetfeldern variabler Polarität, muss den Anforderungen der Tab.1.

Tabelle 1

Hinweis. Messung des Hall-in арсениде Gallium -Typ Leitfähigkeit mit der Konzentration der wichtigsten Ladungsträgern von mehr als 1·10cmausführen, wenn Wert In nicht weniger als 0,7 TESLA.

2.2.2. Eine Konstantstromquelle, die den erstellen im Meßkreis des elektrischen Stroms variabler Polarität, muss den Anforderungen der Tab.2. Genauigkeit der Registrierung des elektrischen Stroms sollte nicht mehr als 1% bei der Messung von Material mit einem spezifischen elektrischen Widerstand OHM·cm und 3% bei der Messung полуизолирующего Material mit einem spezifischen elektrischen Widerstand OHM·cm

Tabelle 2

2.2.1, 2.2.2. (Geänderte Fassung, Bearb. N 1).

2.2.3. Gerät zur Messung der elektrischen Spannung muss die Anforderungen der Tabelle.2.

Die Messfehler der elektrischen Spannung darf nicht mehr als 1% bei der Kontrolle des Materials mit einem spezifischen elektrischen Widerstand OHM·cm und 2,5% — bei der Kontrolle полуизолирующего Material mit einem spezifischen elektrischen Widerstand OHM·cm

2.2.4. Schaltvorrichtung Gerät sollte bei der Durchführung einer Probe mess-Operationen unter Verwendung eines Messgeräts. Wert des elektrischen Widerstands der Isolierung der Kontakte der Schaltvorrichtung RL sollte nicht weniger als der Input des elektrischen Widerstandes des Messgerätes.

2.2.3, 2.2.4. (Geänderte Fassung, Bearb. N 1).

2.3. Hilfsmittel

2.3.1. Probenhalter muss sicherstellen, dass:

Rechtwinkligkeit der Ebene der Probe Richtung des Magnetfeldes mit der Abweichung von der Rechtwinkligkeit nicht mehr als ±3°;

die Möglichkeit der Durchführung von Messungen bei Verdunkelung der Probe;

Einhaltung der dielektrischen Eigenschaften von Baustoffen Widerstand des Messgerätes.

2.3.2 Mikrometer oder ein anderes Instrument zur Messung der Dicke einer Probe mit einer Abweichung von nicht mehr als 1·10cm und mit einer Abweichung von nicht mehr als 3·10cm zur Messung der Dicke von 0,06 S.

2.3.3. (Ausgeschlossen, Bearb. N 1).

2.3.4. Gerät zur Messung der absoluten Werte der magnetischen Induktion mit einer Abweichung von nicht mehr als 2%.

2.3.5. Thermometer mit einer Genauigkeit der Messung nicht mehr als 0,5 K.

3. METHODEN DER PROBENAHME

3.1. Die Messungen auf den Proben in Form von плоскопараллельных Platten in der Form eines Quadrats (Abb.3) oder Freiform-oder Materialproben Kreuzschlitz Form (Abb.4).

Verdammt.3

Verdammt.4

(Geänderte Fassung, Bearb. N 1).

3.1.1. Erlaubt Messungen auf den Proben in Form eines Quaders, die die Voraussetzungen erfüllen, zu den kreuzförmigen Form (Tab.3).

(Zusätzlich eingeführt, Bearb. N 1).

3.2. Messung полуизолирующего Material mit einem spezifischen elektrischen Widerstand >10OHM·cm auf Proben verbringen Kreuzschlitz Form (entweder in Form eines Quaders).

3.3. Anforderungen an die Eigenschaften der Proben sind in der Tabelle gezeigt.3.

Tabelle 3

Für Platten beliebiger Form querabmessung der Probe sollte nicht weniger als 0,7 cm

3.2, 3.3. (Geänderte Fassung, Bearb. N 1).

4. DIE VORBEREITUNG ZU DEN MESSUNGEN

4.1. Auf Probe Kreuzschlitz Form tragen die sechs elektrische Kontakte.

4.2. Auf die Probe in Form von плоскопараллельной Platten tragen die vier elektrischen Kontakt, indem Sie an der Stirnfläche des oder der Peripherie der Platte.

(Geänderte Fassung, Bearb. N 1).

4.3. Elektrische Kontakte müssen:

lineare Volt-Spannungs-Kennlinie (die Ergebnisse der Messung sollen unabhängig von konkreten Messmethoden);

geringem übergangswiderstand (empfohlene Bewertungsmethoden werden in Abhängigkeit von der Art der Halbleiter-Einkristall-Materialien).

4.4. Vor der Durchführung von Messungen Elektro-Parameter Messen die geometrischen Abmessungen der Probe.

4.4.1. Die Dicke der Probe in Form von плоскопараллельной Platte misst an drei Punkten: einer in der Mitte und zwei an der Peripherie der Platte. Wenn der Querschnitt Linear in der Größe der Probe größer als 5 cm, die Dicke der Probe wird in 5 Punkten: einer in der Mitte und vier an der Peripherie der Probe. Für das Ergebnis der Messung der Stärke nehmen das arithmetische Mittel der erhaltenen Werte.

4.4.2. Die geometrischen Abmessungen der Proben Kreuzschlitz Form misst zwei mal an den entgegengesetzten enden der Probe. Für das Ergebnis der Messungen nehmen das arithmetische Mittel der erhaltenen Werte.

4.4, 4.4.1, 4.4.2. (Neu eingeführt, Bearb. N 1).

5. DURCHFÜHRUNG VON MESSUNGEN

5.1. Die Messung wird bei einer festen Temperatur. Zulässige Abweichung der Temperatur während der Messung nicht mehr als 0,5 K.

5.2. Durchführung von Messungen an Proben in Form von плоскопараллельных Platten.

5.2.1. Probe stellen in der Halterung und wird durch ihn ein elektrischer Strom, unter Verwendung des am Umfang benachbarten Probe ein paar Kontakte. Fixieren Sie den Wert der Stromstärke und Potentialdifferenz , die sich an dem zweiten paar von Kontakten, in der folgenden Reihenfolge:

, ;

, ;

, ;

, .

(Geänderte Fassung, Bearb. N 1).

5.2.2. Injiziert Magnetfeld, erfassen die Werte für Spannung , magnetische Induktion und die Potentialdifferenz in der folgenden Reihenfolge:

, ;

, ;

, ;

,

Digitale Indizes entsprechen den Pins der Probe (Abb.3). Die Werte der Ströme bei der Messung innerhalb eines Absatzes (5.2.1 oder 5.2.2) müssen identisch sein; die Werte der Ströme bei Messungen an verschiedenen Punkten variieren die Anforderungen in der Tabelle.2.

5.3. Die Durchführung der Messungen an den Proben Kreuzschlitz Form

5.3.1. Probe in den Halter stellen und fließen durch ihn elektrischer Strom. Fixieren Sie die Werte des elektrischen Stroms in zwei Richtungen , und die Potentialdifferenz :

;

;

;

.

5.3.2. Injiziert Magnetfeld, erfassen die Werte der magnetischen Induktion In elektrischen Strom in zwei Richtungen , und die Potentialdifferenz :

, ;

, ;

, ;

, .

Digitale Indizes entsprechen den Pins der Probe (Abb.4).

6. DIE VERARBEITUNG DER ERGEBNISSE

6.1. Auswertung der Messungen an einer Probe in Form einer Platte плоскопараллельной

6.1.1. Die Werte der Spannungen , , , und die Koeffizienten , berechnet durch die Formeln:

; (1)

; (2)

; (3)

. (4)

Bei der Berechnung der Werte der Spannungen , und Koeffizienten , algebraisch Berücksichtigung der Zeichen der Werte, die bei Messungen.

Bei der Bestimmung der Koeffizienten und teilen eine große Summe auf ein kleineres, um das Ergebnis über 1.

; (5)

. (6)

Bei der Bestimmung der Werte und algebraisch berücksichtigen Zeichen der Werte, die bei Messungen.

(Geänderte Fassung, Bearb. N 1).

6.1.2. Bestimmen der Korrekturfaktoren und , in übereinstimmung mit must-have-App.

6.1.3. Die Mittelwerte der Spannungen und berechnen nach den Formeln:

; (7)

. (8)

6.1.4. Spez. elektrischer Widerstand , OHM·cm, berechnet nach der Formel

, (9)

wo  — der Wert des elektrischen Stroms, bei dem die Messungen wurden nach Anspruch 5.2.1, Und;

 — die Dicke der zu messenden Probe, cm;

 — Mittelwert der Spannung bei der Messung des spezifischen elektrischen Widerstands, V.

6.1.5. Koeffizient Hall , cm/CL, berechnen nach der Formel

, (10)

wo  — der Wert der Induktion des Magnetfeldes, T;

 — der Wert des elektrischen Stroms, bei dem die Messungen wurden nach Anspruch 5.2.2, A;

 — der Durchschnittliche Wert der EMK Hall, V.

6.1.6. Die Konzentration der wichtigsten Ladungsträger , cm, berechnen nach der Formel

, (11)

wo  — Ladung des Elektrons; CL;

 — холловский Faktor, das gleich 1 ist.

(Geänderte Fassung, Bearb. N 1).

6.1.7. Холловскую Beweglichkeit der wichtigsten Ladungsträger , cm, berechnen nach der Formel

. (12)

6.2. Behandlung der Ergebnisse der Messungen auf der Probe Kreuzschlitz Form

6.2.1. Die Werte der Spannungen , , berechnet durch die Formeln:

; (13)

; (14)

. (15)

Bei der Bestimmung der Werte , ,  — algebraisch Berücksichtigung der Zeichen der Werte, die bei Messungen.

(Geänderte Fassung, Bearb. N 1).

6.2.2. Durchschnittswerte , , berechnet durch die Formeln:

; (16)

; (17)

. (18)

6.2.3. Spez. elektrischer Widerstand , OHM·cm, und die Hall-Koeffizient , cm/CL, berechnet durch die Formeln:

; (19)

, (20)

wo ,  — die Werte des elektrischen Stroms, berechnet nach den Formeln (17) und (18), A;

 — die Querschnittsfläche der Probe, cm: ,

wo  — die Dicke der Probe, cm;

 — Breite der Probe, cm;

,  — Werte der Spannung, berechnet nach den Formeln (13), (16), In;

 — die Bedeutung der Induktion des Magnetfeldes im Luftspalt des Magneten, T;

 — der Abstand zwischen den Kontakten 1 und 2, 3 und 4 cm (schwarz

T. 4).

6.2.4. Konzentration und Beweglichkeit der wichtigsten Ladungsträger berechnen nach den Formeln (11) und (12).

6.2.5. Die Werte des spezifischen elektrischen Widerstands und der Konzentration der Ladungsträger in полуизолирующих Materialien (OHM·cm) umgewandelt werden können, auf die Temperatur nach den Formeln

; (21)

; (22)

, (23)

wo  — Boltzmann-Konstante; EV Zum;

 — Temperatur Messen, Auf;

 — Energie-Aktivierung der tiefen примесного Zentrum, Bestimmung полуизолирующие Eigenschaften des Materials, EV.

Für GaAs -Typ Leitfähigkeit EV.

Für GaPE

V.

6.2.6. Die Messergebnisse stellen die Zahl mit drei bedeutungsvolle zahlen mit der Angabe der Größenordnung. Die Ergebnisse der Messungen und Berechnungen Runden in übereinstimmung mit der Regel: wenn der erste (von rechts nach Links) aus отбрасываемых zahlen mehr als oder gleich 5, wird die Letzte Ziffer erhöhen auf 1; wenn weniger als 5, werden die restlichen Ziffern nicht ändern.

6.2.7. Das Intervall, in dem sich der Minimalwert der Gesamtabweichung Messung des spezifischen elektrischen Widerstands mit einer vertrauenswürdigen Wahrscheinlichkeit beträgt ±5% für Proben mit einem spezifischen elektrischen Widerstand OHM·cm; ±12% für Proben mit einem spezifischen elektrischen Widerstand OHM·cm

6.2.8. Das Intervall, in dem sich die minimale Bedeutung der Messunsicherheit in der Konzentration der Ladungsträger mit der vertraulichen Wahrscheinlichkeit beträgt ±8% für Proben mit einem spezifischen elektrischen Widerstand OHM·cm; ±15% für Proben mit einem spezifischen elektrischen Widerstand OHM·cm

6.2.9. Das Intervall, in dem sich der Minimalwert der Gesamtabweichung Messung der Beweglichkeit der wichtigsten Ladungsträger mit der vertraulichen Wahrscheinlichkeit beträgt ±8% für Proben mit einem spezifischen elektrischen Widerstand OHM·cm; ±10% für Proben mit einem spezifischen elektrischen Widerstand OHM·cm

6.2.10. Das Vorhandensein in einer kontrollierten Probe fremdeinschlüsse, Inhomogenitäten der Verteilung der Elektro-Parameter führt zu einem Anstieg der summarischen Messfehler, die beim installieren metrological Zertifikat der Methode in Bezug auf ein bestimmtes Produkt.

6.2.5−6.2.10. (Neu eingeführt, Bearb. N 1).

6.3−6.9. (Ausgeschlossen, Bearb. N 1).