Проведение имитационных измерений, опция «Имитация».

Откройте опцию «Имитация» меню первого уровня (рис.11), а в ней опцию «Ввод». После этого на экране видеомонитора появится окно выбора материала полупроводниковой подложки (рис.17), позволяющее выбрать один из двух полупроводниковых материалов: n-типа проводимости: кремний (Si) или арсенид галлия (GaAs).

После выбора материала подложки и ответа OK на экране видеомонитора появится окно ввода условий имитационного измерения (рис.18), в котором может быть изменена только справочная информация, номер образца и температура, при которой производится измерение. Режим имитационного измерения (начальное напряжение, шаг по напряжению и максимальный ток через контакт) и площадь контакта изменять нельзя.

Рис.18. Окно ввода условий имитационного измерения

После изменения справочной информации в окне ввода условий измерения и ответа «OK» на экране видеомонитора появится окно «Измерение» и начнется процесс имитационного измерения ВАХ. В окне при этом индицируются значения напряжения на контакте МПв [В]и соответствующие им значения токав [А].

По окончании измерения на экран видеомонитора выводится график прямой ветви ВАХ в линейном масштабе I=f(U). Под графиком расположены две прямоугольных кнопки «Выход» и «Ввод».

Обработка измеренной в имитационном режиме ВАХ контакта МП и определение параметров контакта производится также, как и обработка реально измеренной ВАХ.

8. Требования техники безопасности.

При работе по настоящей методике существует опасность поражения электрическим током. Для предупреждения поражения электрическим током необходимо соблюдать «Инструкцию № 24-03 по охране труда при .выполнении работ на электроприборах, электроустановках в помещениях лаборатории кафедры КФН ауд. 4120, 4235, 4348».

8. Требования к отчету.

Отчет о должен содержать следующее.

1. Краткий конспект описания с основными аналитическими зависимостями и графиками, используемыми при проведении лабораторной работы, блок-схему макета измерительной установки.

2. Графики вольтамперной характеристики контакта с барьером Шоттки в линейном и полулогарифмическом масштабах с рассчитанными параметрами контакта: высотой потенциального барьера Φ_B, показателя неидеальности n и последовательного сопротивления R_S (один экземпляр на бригаду).

3. Величины относительных погрешностей определения Φ_B,n иR_S.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение контактной разности потенциалов. От чего она зависит в модели идеальной структуры МП?

2. Образование контакта МП. Энергетические зонные диаграммы.

3. Чем отличается термодинамическая работа выхода от сродства к электрону?

4. Смысл понятия ОПЗ. Объясните, почему образуется ОПЗ в идеальной структуре МП?

5. Роль поверхностных состояний в образовании контакта МП.

6. Изобразите зонную диаграмму идеальной структуры МП для полупроводника n- типа проводимости в случае Φ_M>Φ_sc и в случае Φ_ыс>Φ_M.

7. Изобразите зонную диаграмму реальной структуры МП с промежуточным слоем и высокой плотностью поверхностных состояний.

8. Эффект Шоттки и его влияние на высоту потенциального барьера.

9. Выведите уравнение ВАХ контакта МП.

10. ВАХ идеального и реального контактов МП

11. В чем отличие реальных структур МП от идеальной структуры.

12. Отклонения ВАХ реального контакта МП от идеального.

13. Методы определения высоты потенциального барьера.

14. Метод энергии активации.

15. Фотоэлектрический метод определения высоты потенциального барьера

16. Метод вольтфарадной характеристики

17. Методика определения высоты потенциального барьера и показателя неидеальности по прямой ветви ВАХ контакта МП.

18. Методика определения последовательного сопротивления контакта МП.

19. Блок-схема автоматизированной установки. Порядок проведения измерений.

Основная литература.

1. К.В.Шалимова. Физика полупроводников. 4-е изд., «Лань», Москва, 2010.

2. Гуртов В. А., Осауленко Р. Н., Физика твердого тела для инженеров, Москва: «Техносфера», 2007.

3. А. И. Ансельм. Введение в теорию полупроводников. «Лань», Санкт-Петербург, 2008.

Дополнительная литература.

1. К.А.Валиев, Ю.И.Пашинцев, Г.В.Петров. Применение контакта металл-полупроводник в электронике. Москва. «Радио и связь», 1981..

2. С.Зи. Физика полупроводниковых приборов. В двух книгах. Том 1. Москва «Мир» 1984.

3. Г.И.Епифанов. Физические основы микроэлектроники. «Советское радио», М., 1971.

24