Mätning av elektron- och hålkoncentrationer i halvledare är avgörande för att förstå deras elektriska egenskaper. Exakta mätningar hjälper till att utforma och optimera elektroniska enheter. Flera tekniker används för att bestämma dessa bärare koncentrationer effektivt.
Hall Effect mätning
Hall effekten är en vanlig metod för att mäta bärare koncentrationer. Det innebär att man tillämpar en magnetfält perpendicular till en ström som strömmar genom halvledaren. Den resulterande spänningen, känd som hallspänningen, används för att beräkna bärare densitet.
Nyckelsteg inkluderar att förbereda ett prov, tillämpa ett magnetfält och mäta Hall spänningen. Transportören koncentration härrör från Hall koefficienten, som relaterar Hall spänningen till det nuvarande och magnetiska fältet.
Kapacitans-Voltage (C-V) Profilering
C-V-profilering används främst för halvledarekorsningar som dioder och MOS-kondensatorer. Det mäter kapacitansen som en funktion av tillämpad spänning för att bestämma dopingprofiler och bärarekoncentrationer.
Genom att analysera C-V-kurvan kan dopningskoncentrationen och följaktligen den fria bärtätheten beräknas. Denna metod är särskilt användbar för att profilera djupfördelningen av bärare i halvledaren.
Optiska tekniker
Optiska metoder, såsom fotoluminescens och absorptionspektroskopi, ger icke-destruktiva sätt att uppskatta bärare koncentrationer. Dessa tekniker analyserar det emitterade eller absorberade ljuset för att dra slutsatser av elektroniska egenskaper.
Till exempel korrelerar intensiteten av fotoluminescenssignaler med antalet fria transportörer. Dessa metoder är användbara för att karakterisera halvledare utan fysisk kontakt.
Sammanfattning av tekniker
- Hall Effect mätning
- Kapacitans-Voltage profilering
- Optiska tekniker