解析STY-1導(dǎo)電型號(hào)測(cè)試儀使用方法

一、概述

STY—1型導(dǎo)電型號(hào)測(cè)試儀是嚴(yán)格按照ASTM F42（非本征半導(dǎo)體材料導(dǎo)電類型的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法）中的熱探針法設(shè)計(jì)的導(dǎo)電類型鑒別儀。

本儀器熱探筆內(nèi)裝有加熱和控溫組件，自動(dòng)加熱并使溫度維持在40-60℃范圍內(nèi)，冷熱探筆在半導(dǎo)體材料上產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)低噪聲、低漂移的集成運(yùn)算放大器放大后，用寬表面檢流計(jì)指示型號(hào)方向，并可定量測(cè)出熱電流的數(shù)值大小。儀器靈敏度可調(diào)，可在廣泛的電阻率（從高阻單晶到重?fù)絾尉В┓秶鷥?nèi)判別半導(dǎo)體材料型號(hào)。

二、技術(shù)性能

1、可判別鍺、硅材料的電阻率范圍：

鍺：非本征鍺～10-4Ω·cm

硅：104～10-4Ω·cm

實(shí)驗(yàn)證明：在室溫情況下，對(duì)于電阻率低于1000Ω·cm的N型和P型硅，本方法結(jié)果可靠。

2、熱電流測(cè)量范圍：0～±1μA 分六個(gè)量程：

±3nA、±10nA、±30nA、±100nA、±300nA、±1μA

最大偏轉(zhuǎn)靈敏度：1×10-11A/格

3、鍺、硅單晶直徑及長度：不受限制。

4、顯示方式：中心刻度為零位的寬表面指針指示器，指針向正方向偏轉(zhuǎn)被測(cè)樣品為P型，指針向負(fù)方向偏轉(zhuǎn)被測(cè)樣品為N型。

5、探針：選用ASTM F42標(biāo)準(zhǔn)中建議的不銹鋼作探針材料，針尖為60

錐體，熱筆溫度自動(dòng)保持在40-60℃范圍內(nèi)。冷筆與室溫相同。

6、電源及功耗：AC 220V±10%，50HZ交流供電，耗電小于10W。

7、外型尺寸：170×160×230（mm）

8、重量：約2.5kg

冷熱金屬探針同時(shí)緊壓在樣品表面上，以電子導(dǎo)電的N型單晶為例：熱探針附近溫度較高，電子的濃度和速度都增加，它們由熱端擴(kuò)散到冷端，熱端將缺少電子，而冷端有過剩的電子，所以產(chǎn)生了阻止擴(kuò)散的電場(chǎng)，在熱端有較高的正電勢(shì)，溫差電流由正端（熱針）流向負(fù)端（冷針），指針向“-"偏擺，此時(shí)型號(hào)為N型。

2、熱電動(dòng)勢(shì)很微弱，需經(jīng)高倍放大才能顯示，熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)先經(jīng)低

通濾波，加到前置放大器上，經(jīng)量程轉(zhuǎn)換后再將信號(hào)傳輸?shù)街鞣糯笃鳎詈笸苿?dòng)表針偏轉(zhuǎn)，調(diào)零電路起補(bǔ)償調(diào)零作用。

3、熱探針溫度不能過高，溫度過高會(huì)引起本征激發(fā)，因此在熱筆內(nèi)裝有加熱-控溫組件，嚴(yán)格控制熱探針溫度，使其只能在允許范圍（40-60℃）內(nèi)變化。在電阻率接近本征的鍺、硅試樣中，如熱針溫度使材料的本征激發(fā)載流子占主導(dǎo)，由于電子遷移率高于空穴遷移率，此時(shí)熱電動(dòng)勢(shì)總是負(fù)的。因此，高阻P型材料有被誤判N型的肯能

、使用方法

1、接好電源線，并將熱筆電纜插頭插入儀器左側(cè)的4芯插座，冷筆插頭插入3芯插座。量程開關(guān)旋轉(zhuǎn)到±100nA或±300nA。

2、打開儀器背板上方的電源開關(guān)，此時(shí)電源指示燈及加熱指示燈同時(shí)亮起，10分鐘以內(nèi)保溫（綠）燈亮，即熱筆已達(dá)到規(guī)定的溫度，可以開始測(cè)量。隨后，加熱-保溫?zé)魰?huì)自動(dòng)輪換點(diǎn)亮，使熱筆溫度保持在40-60℃，此時(shí)無論那個(gè)燈亮均可照常工作。

3、量程開關(guān)常置于±100nA檔，根據(jù)表針偏擺大小可選擇其它量程。一般低阻單晶熱電流較大可選±300nA或更大量程。高阻單晶熱電流較小可選±30nA或更靈敏量程。但開關(guān)儀器時(shí)，量程開關(guān)必須置于較大量程（±100nA以上）。

4、在使用各量程檔時(shí)，如指針在未接入信號(hào)的情況下偏離零點(diǎn)較明顯，則需旋轉(zhuǎn)調(diào)零電位器使指針復(fù)零。量程開關(guān)“調(diào)零"檔，僅

在使用檔:“非線性"、“±3nA"時(shí)作調(diào)零用。

5、在開機(jī)、關(guān)機(jī)的瞬間檢流計(jì)會(huì)有較大偏擺，這是由于放大器靈敏度高，經(jīng)受開關(guān)沖擊時(shí)，指針會(huì)有反映，屬于正常情況。在手持冷熱筆時(shí)，指針有時(shí)也會(huì)有較小偏擺，這是人體感應(yīng)造成，很快會(huì)穩(wěn)定，不影響測(cè)量。

6、所測(cè)型號(hào)是熱探針接觸區(qū)域的材料型號(hào)，一般以較大壓力時(shí)的測(cè)量結(jié)果為準(zhǔn)（以不壓壞晶體為前提）。

7、如量程在±100nA檔，儀器停用，只需關(guān)掉背后的電源開關(guān)即可；下次再用時(shí)，打開電源開關(guān)，保溫?zé)簦ňG）亮即可。

8、熱筆內(nèi)裝有PTC陶瓷加熱器，切勿拋摔