微电子学综合实验指导书(实验二)

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微电子实验报告2

微电子实验报告2

集成电路设计(版图部分)实验报告学生姓名:周嫄学号:2011029170009 指导教师:曾洁实验地点:科B4532014年 5 月10 日电子科技大学实验:使用L-Edit编辑单元电路布局图一、实验学时:4学时二、实验目的1、熟悉版图设计工具L-Edit的使用环境;2、掌握L-Edit的使用技巧;三、实验内容:利用L-Edit绘制一个反相器的版图,并利用提取工具将反相器布局图转化为T-Spice 文件。

四、实验结果:1、本次版图设计中的设计技术参数、格点设定、图层设定、设计规则采用的是(morbn20.tdb)文件的。

9.1 Metal2 Minimum Width Minimum Width Metall2 3 lambda9.2 Metal2 to Metal2 Spacing 9.3 Metal2 Overlap of Via1 SpacingsurroundMetall2Via Metall24 lambda1 lambda2、绘制一个L=2u,W由学号确定的PMOS管掩膜版图。

先确定W。

W等于学号的最后一位乘以2,若学号最后一位 4,则先加10后再乘以2。

所以,要绘制的是一个L=2u,W=( 18u )的PMOS管掩膜版图。

所完成的经DRC检查无错误的PMOS版图为:该PMOS管的截面图为:3、绘制一个L、W和上面的PMOS管相同的NMOS管掩膜版图。

所完成的DRC检查无错误的NMOS版图为:该NMOS管的截面图为:4、运用前面绘制好的nmos 组件与pmos 组件绘制反相器inv的版图。

加入电源Vdd,地Gnd,输入A和输出B的标号。

所完成的DRC检查无错误的版图为:5、将反相器布局图转化为T-Spice 文件,该文件的内容为:五、实验总结与体会:1.通过本次实验,能够把理论与实际结合起来,利用软件将课本所学运用到实际的版图设计中,加深了对知识的理解与巩固;2.当第一次接触一个新软件时,应该怎样学习使用它,这是在实验中应该学习的技能;3.版图设计时需要考虑的因素有哪些,以及他们的相关性和重要程度对结果的影响。

A2实验指导书

A2实验指导书

实验一 集成运算放大器的线性应用一、实验目的1 掌握运算放大器的使用方法。

2 学习用集成运算放大器构成线性运算电路。

二、实验设备1 电子学综合实验装置。

2 电子元器件。

三、实验说明集成运算放大器是具有双端输入,单端输出的多级直流放大电路的集成器件,若在它的输出端和输入端之间加入负反馈环节,可以实现线性运算电路。

为了分析方便,通常将运算放大器视为理想运放,满足理想运放的条件是运放具有无限大的开环差模电压增益,无限大的差模输入电阻,无限大的共模抑制比,无限大的开环带宽,零输出电阻以及零失调和漂移。

根据上述理想化条件,可以认为当理想运放工作在线性区域时,有两个重要特性。

(1)理想运放的差模输入电压等于零,由于A od = ∞,所以0o odu u u A +--==。

即u u +-=(2)理想运放的输入电流等于零,即0i i +-==。

利用这两条重要特性,可以简化运放电路的计算,下面给出各种运算电路的结构形式及输入输出之间的关系图。

)U R RU R R (U i22F i11F O +-= 图9-1反相比例运算电路反相加法运算电路i1F O U R R U -=图9-2本次实验为大家提供的集成运算放大器的型号为ua741,他它的外型及各管脚定义为:图9-3四、实验任务1 反相比例运算:要求U 0=-10Ui ,其中R 1=10k Ω,合理选取电路中的其它参数,搭接电路,令U i =±1V ,加以测试,记录输入、输出参数。

2 同相比例运算:要求U 0=11U i ,其中R 1=10k Ω,合理选取电路中的其它参数,搭接电路,令U i =±1V ,加以测试,记录输入、输出参数。

3 反相加法运算:要求U 0=U i1+U i2,其中R 1=10k Ω、R 2=10k Ω,合理选取电路中的其它参数,搭接电路,令U i1=0.5V 、U i2=1V ,加以测试,记录输入、输出参数。

4 差动放大:要求U 0=U i2-U i1,其中R 1=10k Ω、R 2=10k Ω,合理选取电路中的其它参数,搭接电路,令U i1=0.5V 、U i2=1V ,加以测试,记录输入、输出参数。

微电子系列实验书

微电子系列实验书

实验一 二氧化硅薄膜厚度的测量一、实验意义与目的二氧化硅薄膜是微电子产品生产中采用最多的介质薄膜,其薄膜厚度对产品性能影响很大,薄膜厚度的测量方法有多种,主要有探针测试法、光学干涉法、椭圆偏振光法等。

二氧化硅薄膜在可见光波段是透明的,所以,采用光学干涉法可以简单而精确地测量二氧化硅薄膜厚度。

本实验的目的就是学会使用金相显微镜测量二氧化硅薄膜厚度。

二、实验原理用单色光垂直照射硅的氧化层表面时,因二氧化硅薄膜是透明介质,所以入射光将分别在二氧化硅表面和二氧化硅/硅界面产生反射,如图1-1所示。

根据双光干涉原理,当两束相干光的光程差Δ为半波长的偶数倍,即当λλk k =⋅=∆22 (k =0,1,2,3……)时,两道光的相位相同,互相加强,而出现亮条纹。

当两束光的相位相反,互相减弱,而出现暗条纹。

由于整个二氧化硅薄膜是连续生长的,在薄膜边缘处台阶的薄膜厚度连续变化,因此,在二氧化硅台阶上将出现明暗相间的干涉条纹。

图1-1 氧化层厚度测量原理示意图根据光程的概念,在满足小入射角的条件下,两个相邻亮条纹之间的二氧化硅层薄膜厚度差为n2λ,其中:λ为入射光波长,n 为介质二氧化硅的折射率。

同样,两个相邻暗条纹之间的二氧化硅层的薄膜厚度差也是n 2λ。

如果从二氧化硅台阶楔间算起至台阶顶端共有m+1个亮条纹(或暗条纹)(m=1,2,3……),则二氧化硅层的厚度X 应为:)11(2-= n m X λ测量时用白炽灯作光源,在金相显微镜内看到重复的五彩干涉条纹。

由于人眼对白光中的绿光最敏感,应取绿光的波长,即λ≈0.54μm ,SiO 2薄膜的折射率约为n=1.5,薄膜厚度计算公式转化为:)21()(18.0-= m m X μ三、实验内容用双光干涉方法测量硅片表面二氧化硅薄膜厚度。

四、实验仪器与药品⒈金相显微镜 ⒉HF 腐蚀液 ⒊100ml 烧杯 ⒋玻璃片 ⒌滤纸⒍黑胶 ⒎甲苯棉球 ⒏酒精棉球 ⒐酒精灯五、实验步骤⒈氧化层台阶的制备:取一片长有氧化层的硅片,在其表面涂一小点黑胶,将此硅片置于丝网上在酒精灯上加热,使黑胶融化覆盖在硅片的一小区域。

模电实验指导书test2

模电实验指导书test2
实验中要对各中电子仪器进行综合使用,可按照信号流向,一连先简捷,调节顺手,观察与读数方便等原则进行合理布局,个仪器与被册实验装置之间的布局与连线如图1——1所示。接线是应注意,为了防止外界的干扰,各仪器的公共接地端应连接在一起,称共地。信号源和交流伏安表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线,示波器接线使用专用电缆线,直流电源的接线用普通导线。
b、分别将触发方式天关置“高频”和“常态”位置,并同时调节触发电平旋钮,调出稳定波形。体会三种触发方式的特点。
2)校准“校准信号”幅度
将Y轴灵敏度微调旋钮置“校准”位置,Y轴灵敏度天关置适当位置,读取校准信号幅度,记入表1-1。
表1-1
标准值
实测值
幅度
1V(P-P)
频率
1KHz
上长沿时间
≤2us
下降沿时间
4.函数信号发生器
本仪器具有连续信号、扫频信号、函数信号、脉冲信号等多种输出信号和外部测频功能,故定名为函数信号发生器/计数器。
二、技术参数
输出频率:0.2HZ~15MHZ,分为三个不同输出端口。
输出信号波形:正弦波、三角波、方波和脉冲波。
扫描方式:内部扫描和外部扫描。
实验二单级交流放大电路
一、实验目的
≤2us
3)校准“校准信号”频率
将扫描微调旋钮置“校准”位置,扫速开关置适当位置,读取校准信号周期,并用频率计进行校核,记入表1-1。
4)测量“校准信号”的上升时间和下降时间
调节Y轴灵敏度开关位置及微调旋钮,并移动波形,使方波波形在垂直方向上正好占中心轴上,且上、下对称,便于阅读。通过扫速开关逐级提高扫描速度,使波形在X轴方向扩展(必要时可以利用“扫描扩展”开关将波形再扩展10倍),并同时调节触发电平旋钮,从荧光屏上清楚的读出上升时间的下降时间,记入表1-1。

微电子器件实验指导书(实验2)

微电子器件实验指导书(实验2)

实验指导书实验名称:实验二图示仪检测MOS管参数学时安排:4学时实验类别:验证性实验要求:必做 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄一、实验目的和任务1、用图示仪检测MOS直流参数;2、学习并掌握该仪器的基本测试原理和使用方法,并巩固及加深对晶体管原理课程的理解。

二、实验原理介绍同实验五三、实验设备介绍晶体管直流参数是衡量晶体管质量优劣的重要性能指标。

在晶体管生产中和晶体管使用前,须对其直流参数进行测试。

XJ4822晶体管图示仪是一类专门用于晶体管直流参数测量的仪器。

用该仪器可在示波管屏幕上直接观察各种直流特性曲线,通过曲线在标尺刻度的位置可以直接读出各项直流参数。

用它可测试晶体管的输出特性、输入特性、转移特性和电流放大特性等;也可以测定各种极限、过负荷特性。

四、实验内容和步骤1、测试场效应管2SK30、IRF830的直流参数。

准备工作:在仪器未通电前,把“辉度”旋至中等位置,“峰值电压”范围旋至0-10伏档,“功耗限制电阻”调到1K档,“峰值电压” 调到0位,“X轴作用”置集电极电压1伏/度档,“Y轴作用”置集电极电流1毫安/度档。

接通电源预热10分钟。

调节“辉度”和“聚焦”使显示的图像清晰。

晶体管特性图示仪是为普通的NPN、PNP晶体管的特性图示分析而设计的,要用它来检测场效应管,就必须找出场效应管和普通晶体管之间的相似点和不同处。

场效应管的源极( S )、栅极( G )和漏极( D )分别相当于普通晶体管的发射极( E )、基极( B )、和集电极( C )。

普通晶体管是电流控制元件,而场效应管则是电压控制元件。

1)场效应管2SK30是N-MOS器件,它的管脚分布如图6.1所示。

图6.1 2SK30管脚分布图按照管脚的分布插好管脚后,把“Y轴作用”调到0.2mA/div,“X轴作用”调到1V/div,扫描电压极性为“+”,“功耗限制电阻”调为250Ω,“峰值电压”范围为60% ,“阶梯档级”调到0.1V/div,“阶梯极性”为“-”,“级/簇”置为10。

微电子器件实验指导书

微电子器件实验指导书

微电子器件实验指导书微电子技术教学部编写光电工程学院微电子技术教学部2004年2月一.实验的地位、作用和目的:《微电子器件实验》课是微电子学与固体电子学专业本科教学中的重要教学实践环节。

目的是帮助学生理解课堂上学到的基本原理和知识,并掌握晶体管基本参数的测量方法,提供实际动手能力,以适应社会的需求。

基本原理及课程简介:微电子器件课程讲述了基本的半导体器件BJT、JFET、MOSFET的物理结构和工作原理,它主要针对半导体器件的主要电参数讲述其测量方法和原理。

它包含了三个实验:双极晶体管击穿特性测试、双极晶体管直流放大特性测试、晶体管特征频率的测量。

二.实验方式及基本要求1.教师在课堂上讲解实验的基本原理、仪器使用、测试内容及实验要求,交代实验注意事项。

2.学生分4人一组进行实验,要求必须自己动手做实验,然后独立完成实验报告。

三.实验考核及实验报告:1.学生在做完一个实验后,需要独立处理实验数据,认真写实验报告(内容包含实验原理、实验步骤和实验结果),在做实验前还必须预习;2.实验指导教师根据学生实验完成情况及实验报告情况打分,然后综合各次实验给出最后考核成绩。

编著者:杨虹、唐政维、冯世娟试验一 测量双极晶体管的直流放大特性一.试验目的1.学习晶体管特性图式仪的使用。

2.测量晶体管的0β值。

二.实验原理1.双极晶体管的电流放大作用当晶体管处于有源放大区(发射结正偏,集电结反偏)时,其电流的组成为: 图一 晶体管中的各种电流成分E nE pE I I I =+C nC CBO I I I =+B pE VB CBO I I I I =+-其中nE nC VB I I I =+E C B I I I ∴=+。

我们定义:0nC EI I α=,共基极直流电流增益。

0α总是小于1(0α应尽量接近1)。

0C E CBO I I I α∴=+。

定义:0001nC B I I αβα==-,共射极直流电流增益。

微电子技术综合实践

微电子技术综合实践

《微电子技术综合实践》设计报告题目:P阱CMOS芯片制作工艺设计院系:自动化学院电子工程系专业班级:微电111学生学号:3100433031学生姓名:王刚指导教师姓名:王彩琳职称:教授起止时间:6月27日—7月8日成绩:目录目录一、设计要求1、设计任务2、特性指标要求 03、结构参数参考值 04、设计内容 0二、MOS管的器件特性设计 01、PMOS管参数设计与计算 02、NMOS管参数设计与计算 1三、工艺流程分析 31、衬底制备 32、初始氧化 33、阱区光刻 44、P阱注入 45、剥离阱区的氧化层 46、热生长二氧化硅缓冲层 47、LPCVD制备Si3N4介质 48、有源区光刻:即第二次光刻 49、N沟MOS管场区光刻 510、N沟MOS管场区P+注入 511、局部氧化 512、剥离Si3N4层及SiO2缓冲层 513、热氧化生长栅氧化层 614、P沟MOS管沟道区光刻 615、P沟MOS管沟道区注入 616、生长多晶硅 617、刻蚀多晶硅栅 618、涂覆光刻胶 619、刻蚀P沟MOS管区域的胶膜 620、注入参杂P沟MOS管区域 621、涂覆光刻胶 722、刻蚀N沟MOS管区域的胶膜 723、注入参杂N沟MOS管区域 724、生长PSG 725、引线孔光刻 826、真空蒸铝 827、铝电极反刻 8四、光刻示意图 91.刻P阱掩膜板 102.刻有源区 103.光刻多晶硅 104.P+区光刻 115.N+区光刻 116.光刻接触孔 117.光刻铝线 128.刻钝化孔 12五、薄膜加工工艺计算12六、P阱CMOS芯片制作工艺实施方案框图 14七、心得体会 16八、参考资料 17一.设计要求:1、设计任务:N 阱CMOS 芯片制作工艺设计2、特性指标要求n 沟多晶硅栅MOSFET :阈值电压V Tn =0.5V, 漏极饱和电流I Dsat ≥1mA, 漏源饱和电压V Dsat ≤3V ,漏源击穿电压BV DS =35V, 栅源击穿电压BV GS ≥25V, 跨导g m ≥2mS, 截止频率f max ≥3GHz (迁移率µn =600cm 2/V ·s )p 沟多晶硅栅MOSFET :阈值电压V Tp = -1V, 漏极饱和电流I Dsat ≥1mA, 漏源饱和电压V Dsat ≤3V ,漏源击穿电压BV DS =35V, 栅源击穿电压BV GS ≥25V, 跨导g m ≥0.5mS, 截止频率f max ≥1GHz (迁移率µp =220cm 2/V ·s ) 3、结构参数参考值:N 型硅衬底的电阻率为20cm ∙Ω;垫氧化层厚度约为600 Å;氮化硅膜厚约为1000 Å; P 阱掺杂后的方块电阻为3300Ω/ ,结深为5~6m μ;NMOS 管的源、漏区磷掺杂后的方块电阻为25Ω/ ,结深为1.0~1.2m μ; PMOS 管的源、漏区硼掺杂后的方块电阻为25Ω/ ,结深为1.0~1.2m μ; 场氧化层厚度为1m μ;栅氧化层厚度为500 Å;多晶硅栅厚度为4000 ~5000 Å。

【精编范文】实验指导书模板-实用word文档 (8页)

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本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==实验指导书模板篇一:实验指导书模板XXXXXXXXXXX实验指导书(微电子技术系)XXX编写(封面字体大小、位置不要变动)电子科技大学成都学院201X年10月目录实验一XXXXXX…………………………….........................................1 实验二XXXXXX (5)实验三XXXXXX (7)一、实验目的二、实验仪器设备三、实验原理四、实验内容及注意事项五、实验步骤六、实验数据整理与结果分析七、实验总结八、实验报告(字体及字的大小各自调节,其中各项内容和顺序可根据实际情况作修改)一、实验目的二、实验仪器设备三、实验原理四、实验内容及注意事项五、实验步骤六、实验数据整理与结果分析七、实验总结八、实验报告实验报告模板(根据实际情况可自行调节)XXXXXXXXXXXX实验报告学号:姓名:院系:专业:教师:201X年月篇二:201X年实验指导书模板湖南工业大学实验指导书院(系)经管学院实验课程运筹学实验教师罗拥华201X年2月21日实验一、验证、分析与求解线性规划问题(这里的“实验一”及后面的“实验二、三??等要与实验教学大纲的实验项目一定要相同)一、实验类型验证性实验二、实验目的与任务安装WinQSB软件,了解WinQSB软件在Windows环境下的文件管理操作,熟悉软件界面内容,掌握操作命令。

用WinQSB软件求解线性规划问题。

三、预习要求预习并掌握线性规划问题的数学模型,解的概念,解的性质,以及线性规划问题的图解法、单纯形法、人工变量法以及两阶段法,理解单纯形法原理、最优性检验、解的判别以及向量矩阵描述。

四、实验基本原理解决线性规划问题的单纯形法(这里的实验基本原理太简单,实验基本原理的内容要详细)五、实验内容安装并启动软件,按照操作步骤验证教材[胡运权等.运筹学基础及应用(第四版).北京:高等教育出版社.201X.]第一章中的例题或者习题,然后寻找新的线性规划问题,输入模型,求解模型,对结果进行简单的分析。

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,则电阻改
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变△ r=
l l ≈ ,其中 l ,s 分别为半导体的长度和截面积。因为△ r∝ △ σ,而 V=I△ r, 2 s 0 s
故△ V∝ △ σ,因此△ V∝ △ p。所以从示波器上观测到的半导体上电压降的变化就间接反映载流 子浓度的变化。
四、实验内容和步骤
1、接上电源线,用连接线将测试仪信号输出端与示波器输入端接通,开启主机及示波器,预热 15 分钟。在没放样品的情况下,可调节 W2 使检波电压为零。 2、在电极上涂抹一点自来水(注意:涂水不可过多,以免水流入光照孔),然后将清洁处理后 的样品置于电极上面,此时检波电压表将会显示检波电压。如样品很轻,可在单晶上端压上重 物,以改善接触,按下光源开关 K 接通红外发光管工作电源。 3、旋转光源幅度调节按钮 W1,调整光源电压为 3V,观察示波器上的指数衰减曲线,按图 2.6 的指数衰减曲线计算的少数载流子寿命,并计算测试值与实际寿命值间的误差。 4、不更换单晶样品,分别调整光源电压为 6V 和 9V,重复步骤 3。 5、更换单晶样品,重复步骤 3,4。更换单晶测量时无须再开关仪器。如发现信号不佳时,请 先考虑补充两个金属电极尖端的水滴,但注意水滴不要流入出光孔。 6、关机时,要先把开关 K 按起。 注:示波器读数方法 待示波器上的衰减曲线与标准曲线重合后,使扫描速度微调旋钮归零。若衰减曲线移动, 保持衰减曲线的曲率不变,调节衰减曲线的水平、垂直位置使曲线通过(0,6)点。而寿命值 就是衰减曲线通过(0,6)和(D,2.2)两个(X,Y)坐标点之间的扫描时间。观察衰减曲线 与标准曲线上的 1/eV(即标准曲线 Y=2.2cm )水平线上的交点,读出交点离标准曲线 Y 轴的 水平距离 D,寿命值 τ=D×S (6) S----示波器时间基准扫描速度,单位 us/cm 或 ms/cm。
-t/τ
(5)
其中,(△ p)0 为开始时的非平衡载流子浓度,由于复合,△ p(t)随时间而衰减。 反映了非 平衡载流子平均存在的时间,即我们要测量的寿命值。
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图 2.2 非平衡载流子随时间指数衰减曲线
由式(5)也容易得到△ p(t+τ) =△ p(t) /e,若取 t=0,则△ p(τ) =△ p(0) /e。所以寿命标志着 非平衡载流子浓度减少到原值的 1/e 所经历的时间。 图 2.2 所示为非平衡载流子随时间指数衰减 曲线。 通常寿命是用实验方法测量的。各种测量方法都包括非平衡载流子的注入和检测两个基本 方面。最常用的注入方法是光注入和电注入,而检测非平衡载流子的方法很多。不同的注入和 检测方法的组合就形成了许多寿命测量方法。 图 2.1 所示就是用直流光电导衰减法测量寿命的基本原理图。测量时,用脉冲光照射半导 体,在示波器上直接观察非平衡载流子随时间衰减的规律,由指数衰减曲线确定寿命。在此基 础上,又产生了高频光电导衰减法,在该方法中采用高频电场替代了直流电场,电容耦合代替 欧姆接触。因而不用切割样品,不破坏硅棒,测量手续简便。
5、仪器配有两种光源电极台即可测纵向放置单晶,亦可测竖放单晶横截面的寿命。 少子的复合过程即可以发生在单晶体内也发生在表面,我们在示波器上看到的衰减曲线, 已是通过 LT-1 寿命仪将非平衡载流子浓度的变化转换为光电导电压的变化: -t/τ △ V = △ V0 e (7) 为了准确读出寿命值,按测试标准要求,需在示波屏上绘一条标准的指数衰减曲线:△ V(t) = -t/τ △ V0 e , 通常我们在 Y 轴上取△ V0 为 6 分格 (或 6cm) , 衰减 1/e 后为 2.2 分格, △V (t) =6/e=2.2, 因此寿命值就是衰减曲线通过(0,6)和(D,2.2)两个(X,Y)坐标点之间的扫描时间。
图 2.3 高频光电导衰减法测量系统方框图 图 2.3 为高频光电导衰减法测量系统方框图。从方框图中可以看出,高频源提供的高频电 流流经被测样品,当红外光源的脉冲光照射样品时,单晶体内即产生非平衡光生载流子,使样 品产生附加光电导,样品电阻下降,由于高频源为恒压输出,因此,流过样品的高频电流幅值, 此时增加ΔI;光照消失后,ΔI 便逐渐衰退,其衰退速度取决于光生非平衡载流子在晶体内存
实验指导书
实验名称:实验二、高频光电导法测少子寿命 学时安排:4学时 实验类别:验证性 实验要求: 必做
一、实验目的和任务
1、了解光电导法测试少数载流子寿命的原理,熟练掌握 LT-2 高频光电导少数载流子寿命 测试仪的使用方法; 2、测非平衡载流子的寿命。
二、实验原理
处于热平衡状态的半导体,在一定温度下,载流子浓度是一定的。这种处于热平衡状态下 的载流子浓度,称为平衡载流子浓度。半导体的热平衡状态是相对的,有条件的。如果对半导 体施加外界作用,破坏了热平衡的条件,这就迫使它处于与热平衡状态相偏离的状态,称为非 平衡状态。处于非平衡状态的半导体,其载流子浓度不再是 n0 和 p0,可以比它们多出一部分。 比平衡状态多出来的这部分载流子称为非平衡载流子,有时也称过剩载流子。 用光照使得半导体内部产生非平衡载流子的方法,称为非平衡载流子的光注入。光注入时
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五、注意事项和要求
1、 光强调节电位器逆时针旋转到关断状态(会听到响声)再关或开光源开关。 2、 补充两个金属电极尖端的水滴时,注意水滴不要流入出光孔 3、 长期使用后,铍青铜会氧化变黑,此时如加水也不能改善信号波形,请用金属砂纸(或细 砂纸)打磨发黑部份,并将擦下的黑灰用酒精棉签擦静。
图 2.4 正弦载波
图 2.5ห้องสมุดไป่ตู้调幅波
图 2.6 非平衡载流子浓度转化为电压后随时间指数衰减曲线
三、实验设备
本实验采用 LT-2 高频光电导少数载流子寿命测试仪。该仪器灵敏度高,配备有红外光源, 可测量包括集成电路级硅单晶在内的各种类型硅单晶及常用的晶体管级锗单晶。该仪器根据国 际通用方法—高频光电导衰退法的原理设计,由稳压电源、高频源、检波放大器、脉冲光源及 样品电极共五部分组成,采用印刷电路和高频接插件连接。整机结构紧凑,测量数据准确、可 靠。 单晶少子寿命测试仪须配合示波器使用(构成如图 2.7 所示) ,主机和示波器通过讯号连接 线相连。测试时将样品置于主机顶盖的样品承片台上,通过调节示波器同步电平及释抑时间内 同步示波器,使仪器输出的指数衰减光电导信号波形稳定下来,然后在示波器上观察和计算样
d p (t ) ,它是由复合引起的,因此应当等于非平衡 dt
载流子的复合率(
p


n

) ,即
d p(t ) p = dt
小注入时, 是一恒量,与△ p(t)无关,上式的通解为
△ p(t) = Ce
-t/τ
(3)
(4)
设 t=0 时,△ p(0)= (△ p)0,代入上式可得
△ p(t) = (△ p)0e
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品寿命读数。
图 2.7 单晶少子寿命测试仪和示波器连接示意图 以下对主机各部分进行说明: 3.1 主机前面板说明
图 2.8 主机前面板示意图 项目 L1 L2 K W1 W2 CZ 说明 红外光源电压值显示屏,指示红外光管工作电压大小 检波电压显示屏 红外光源开关 红外光源电压调节电位器,顺时针旋转电压调高,反之电压调低 检波电压调零电位器,通过顺时针或逆时针旋转可使检波电压调零 信号输出高频插座,用高频电缆将此插座输出的信号送至示波器观察
3.2 主机后面板说明
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图 2.9 主机后面板示意图 项目 1 2 3 4 说明 电源开关 电源插座 保险管(规格:1A 250V) 散热风扇
4.3 主机承片台说明:
图 2.10 主机承片台示意图 样品的承片台位于主机箱顶盖中央,由两个电极和红外光透光孔组成,测试时将样品置于 两电极和红外光透光孔上。 4.4 技 术 指 标 1. 测试单晶电阻率的下限:硅单晶 :2Ω.cm,锗单晶:5Ω.cm。 2. 可测单晶少子寿命范围:5μS~7000μS。 3. 配备光源类型:F71 型 1.09μm 红外光源。 闪光频率为 20~30 次/秒,频宽 60μS 。 4. 高频振荡:石英谐振器,振荡频率:3OMHz 。 5. 前置放大器:放大倍数 25~30 倍,频宽:2Hz-lMHz 。 6. 仪器测量重复误差:<土 20% 。 7. 采用对标准曲线读数方式。 8. 仪器消耗功率:<30W 。 9. 仪器工作条件:温度:1O~35℃;湿度:<80% 。
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在的平均时间(即寿命τ)。在小注入条件下,当复合是主要因素时,ΔI 将按指数规律衰减,在 取样器上产生的电压变化ΔV,也按同样的规律变化。 图 2.4 为高频源提供的正弦载波,图 2.5 为非平衡载流子浓度变化形成的调幅波,图 2.6 为 非平衡载流子浓度转化为电压后随时间指数衰减曲线。
△ σ=△ nqµn+△ pqµp=△ pq(µn+µp)
(2)
这个附加电导率可以用图 2.1 所示的装置观察。图中电阻 R 比半导体的电阻 r 大得多,因此无 论光照如否,通过半导体的电流 I 几乎恒定的。半导体上的电压降 V=Ir。设平衡时电导率为 σ0, 光照引起附加电导率△ σ,小注入时 σ0+△ σ≈σ0,因此电阻率改变△ ρ=
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图 2.1
光注入引起附加光电导
寿命的全称是非平衡少数载流子寿命,它的含意是单晶在受到如光照或点触发的情况下会 在表面及体内产生新的(非平衡)载流子,当外界作用撤消后,它们会通过单晶体内由重金属 杂质和缺陷形成的复合中心逐渐消失,杂质、缺陷愈多非平衡载流子消失得愈快,在复合过程 中少数载流子起主导和决定的作用。这些非平衡少数载流子在单晶体内平均存在的时间就简称 少子寿命。 非平衡载流子在撤除外界作用(如光照)后由于复合而逐渐消失,△ p 将随时间而变化, 单位时间内非平衡载流子浓度的减少应为
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