2.3. Проведение измерений

Опция «Результаты», служащая для загрузки файла данных одного из предыдущих измерений и обработки результатов измерения.

Опция «Помощь», служащая для ознакомления с целью проведения лабораторной работы, основными теоретическими сведениями и методикой проведения измерений.

Опция «Измерения» (рис.8) предназначена для проведения реальных измерений ВФХ контактов МП и обеспечивает следующее:

• ввод исходных данных об образце и режиме реального измерения прямой ветви ВАХ контакта МП;

• измерение ВФХ;

• вывод результатов измерения в графическом виде,

• обработку результатов измерения,

• запись данных в файл.

Кнопка «Выход» в каждом меню первого уровня предназначена для выхода из программы измерений.

2.3.1. Проведение реальных измерений, опция «Измерения».

Откройте опцию «Измерения» меню первого уровня, а в ней пункт «Ввод» (рис.8).

Щелкните левой кнопкой мыши по пункту меню первого уровня «Ввод». На экране видеомонитора появится окно, содержащее меню опции «Ввод условий измерения» (рис.9), в котором надо произвести необходимые изменения.

В окне ввода условий измерения вводится справочная информация (номер группы, фамилия измерителя, номер образца), температура окружающей среды в [в ^oC], начальное и конечное напряжения и шаг по напряжению в [В], при которых производится измерения ВФХ, площадь затвора в [см²], выбираются материалы подложки (n-кремний или n-арсенид галлия) и затвора (Al или V).

После изменения данных в окне ввода условий измерения нажмите кнопку «OK» и выйдите в главное меню. Снова откройте опцию «Измерение» меню первого уровня, а в ней пункт «Измерение». На экране видеомонитора появится окно индикации измерений емкости, в верхней половине которого расположены следующие указания измерительной программы.

• Компенсация паразитной емкости – ‘C’.

• Начало измерений - ‘M’.

• Выход в меню – ‘Q’.

В нижней половине этого окна отображается значение емкости между контактами зондового устройства (либо между зондом и столом, либо между первым и вторым зондами).

Если зонд не контактирует с металлическим электродом то в нижней половине окна индицируется значение паразитной емкости. Если значение паразитной емкости превышает 0.1 пФ, то следует провести компенсацию паразитной емкости, для чего надо нажать клавишу «C».

После перехода к началу измерений (нажатие клавиши «M») в верхней половине окна индикации емкости появляются новые указания измерительной программы. Измерителю следует опустить зонд на металлический электрод. В результате контактирования зонда с электродом должна резко возрасти индицируемая в нижней половине окна емкость между зондом и столом контактирующего устройства. После этого надо закрыть крышку измерительной камеры и нажать клавишу «M». В нижней половине окна будет отображаться значения напряжения на контакте МП в [В] и соответствующие им значения емкости в [пФ] вплоть до его окончания. После этого окно «Измерения» закрывается.

Откройте меню первого уровня «Измерения» и щелкните левой кнопкой мыши по пункту меню первого уровня «График» (рис.8). На экране появится окно, содержащее графики измеренной вольтфарадной характеристики контакта C(U) и характеристики C^-2(U) (рис.10).

Клавиша «Выход» предназначена для выхода в главное меню в случае, если результаты измерения не удовлетворительны. Клавиша «Ввод» - для построения линейной регрессии зависимости C^-2(U).

Субъективно оцените диапазон напряжений, в котором участокзависимости C^-2(U) можно считать линейным и «нажмите» клавишу «Ввод». После этого на фоне графика появляется окно ввода границ аппроксимации (рис.11) зависимости C^-2(U) прямой линией.

Введите в соответствующие окна выбранные значения границ аппроксимации по напряжению 1 и 2 и «нажмите» клавишу «График».

На экране видеомонитора снова появится окно, содержащее графики измеренной вольтфарадной характеристики контакта металл-полупроводник C(U) и характеристикиC^-2(U) (рис.12). График характеристикиC^-2(U) аппроксимирован прямой линией (отрезок зеленого цвета).

Под графиками выведена справочная информация (первом и втором столбцах) и результаты определения параметров контакта металл-полупроводник (в третьем столбце).

Использованы следующие обозначения.

• Ub – напряжение начала измерений.

• Ub – напряжение окончания измерений.

• dU – шаг по напряжению.

• Nd – концентрация донорной примеси в полупроводнике.

• Vi – напряжение, соответствующее пересечению прямойС^-2=f(U) с осью напряженийVi=U_i,=V_B ,а eV_B – это величина изгиба энергетических зон полупроводника при U=0.

• Wb=V_B+ V_n=φ_B.

• Sg – величина площади контакта.

Под графиком расположены две клавиши. Клавиша «Выход» предназначена для выхода в главное меню. Клавиша «Печать» предназначена для вывода на печать результатов измерения в виде графиков, справочной информации и рассчитанных параметров контакта (рис.12).

Для сохранения результатов измерения откройте меню первого уровня «Измерения» и щелкните левой кнопкой мыши по пункту меню «Запись файла». На экране видеомонитора появится окно «Сохранить как» (рис.13). Для того, чтобы потом можно было впоследствии воспользоваться файлом данных, он должен иметь расширение «dat». Имя файла при этом может быть любым. На рис.13 в окне «Сохранить как» представлен перечень файлов данных ранее измеренных ВФХ контактов металл-полупроводник, имя которых состоит из латинской буквы f, даты проведения измерений (без года) и порядкового номера записи файла в день проведения измерений.

При необходимости измерения ВФХ на других контактах с барьером Шоттки на этой же пластине внесите, если надо, изменения в меню второго уровня. Откройте крышку измерительной камеры и поднимите зонд. После этого откройте кран вакуумной присоски и, перемещая стол с пластиной, при помощи микроскопа найдите на пластине другой диод с барьером Шоттки и расположите конец зонда над его затвором. Откройте кран вакуумной присоски. Далее повторите действия, которые проводились при первом измерении.

При необходимости других измерения ВФХ контактов с барьером Шоттки на другой пластине, смените пластину и повторите вышеуказанные действия.