Определение типа проводимости материала слитка

В зависимости от вида легирующей примеси монокристаллические слитки полупроводникового материала могут быть двух типов: с электронной и с дырочной проводимостью. Для определения типа проводимости материала чаще всего применяют следующие методы:

- по направлению выпрямленного тока в точечном контакте металл - полупроводник.

- по знаку термо - ЭДС при использовании горячего зонда.

- по виду вольт - амперной характеристики точечного контакта металл-полупроводник.

Схема первого метода показана на Рис. 3.

Рис. 3. Схема определения типа проводимости полупроводника по направлению выпрямленного тока.

Метод основан на выпрямлении переменного тока в точечном контакте металла с полупроводником и зависимости знака среднего тока через измерительный прибор от типа электропроводимости материала. Для полупроводника n -типа направление тока соответствует положительному напряжению на зонде относительно полупроводника, для полупроводника p -типа - отрицательному.

Второй метод, схема которого приведена на Рис. 4, основан на эффекте возникновения в полупроводнике объемной термо-ЭДС определенной полярности, если отдельные удаленные друг от друга области полупроводника имеют различные температуры.

Рис. 4. Схема определения типа проводимости полупроводника по знаку термо – ЭДС.

Основные носители заряда, например электроны, из-за больших тепловых скоростей перемещаются из горячей области в холодную, вследствие чего горячий зонд будет иметь положительный потенциал, а холодный - отрицательный. При дырочной проводимости горячий зонд зарядится отрицательно, а холодный - положительно. По отклонению указателя гальванометра вправо или влево от нулевого деления шкалы можно судить о типе проводимости материала. Для получения достаточной чувствительности метода горячий зонд должен иметь температуру 50 - 70 ^оС.

Третий метод, схема которого приведена на Рис. 5, основан на выпрямляющих свойствах контакта металл-полупроводник и заключается в снятии вольт - амперной характеристики данного контакта.

Рис. 5. Схема определения типа проводимости полупроводника по вольт-амперной характеристике контакта металл-полупроводник.

Если зонд имеет контакт с полупроводником n - типа, то при положительном полупериоде через контакт металл - полупроводник идет большой ток, создавая большое падение напряжения на резисторе и вызывая большое отклонение луча осциллографа вверх по вертикали. Поскольку прямое падение напряжения на контакте невелико, то и отклонение луча по горизонтали будет малым. При отрицательном полупериоде все падение напряжения будет на контакте металл - полупроводник, поэтому луч отклонится влево по горизонтали, а отклонение его по вертикали будет малым. При зондировании полупроводника р - типа горизонтальный луч будет отклоняться вправо, а вертикальный - вниз.