JPH05164795A - 抵抗率計 - Google Patents
抵抗率計Info
- Publication number
- JPH05164795A JPH05164795A JP33070691A JP33070691A JPH05164795A JP H05164795 A JPH05164795 A JP H05164795A JP 33070691 A JP33070691 A JP 33070691A JP 33070691 A JP33070691 A JP 33070691A JP H05164795 A JPH05164795 A JP H05164795A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- probe
- sample
- semiconductor substrate
- probes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 被測定試料が高抵抗のｎ型半絶縁性半導体材
料であっても、被測定試料の抵抗率を問題なく測定する
ことが可能な抵抗率計を提供することを目的とする。 【構成】 第１のプローブ３１は金属電極からなり、正
電圧が印加される。第２のプローブは、ｎ型半絶縁性Ｇ
ａＡｓ半導体基板２１のフェルミ準位より高いフェルミ
準位を有するｎ型Ｓｉからなり、負電圧が印加される。
各プローブ３１，３２は半導体基板２１に所定の押圧力
をもって接触し、電池３３からの電子はプローブ３２、
半導体基板２１、プローブ３１を経て移動し、各プロー
ブ３１，３２を介して半導体基板２１には電流が通電さ
れる。
料であっても、被測定試料の抵抗率を問題なく測定する
ことが可能な抵抗率計を提供することを目的とする。 【構成】 第１のプローブ３１は金属電極からなり、正
電圧が印加される。第２のプローブは、ｎ型半絶縁性Ｇ
ａＡｓ半導体基板２１のフェルミ準位より高いフェルミ
準位を有するｎ型Ｓｉからなり、負電圧が印加される。
各プローブ３１，３２は半導体基板２１に所定の押圧力
をもって接触し、電池３３からの電子はプローブ３２、
半導体基板２１、プローブ３１を経て移動し、各プロー
ブ３１，３２を介して半導体基板２１には電流が通電さ
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体材料の表面抵抗率
や体積抵抗率などを測定する抵抗率計に関するものであ
る。
や体積抵抗率などを測定する抵抗率計に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】単結晶半導体等の比抵抗を非破壊状態で
知ることはＩＣを作成する上で貴重なデータになる。従
来、この種の抵抗率は二端子法や四端子法によって測定
されている。図３に示される二端子法においては、被測
定試料１の２点に一対のプローブ２，３を接触させ、こ
の２点間に電流を通電すると共に、この通電電流による
２点間の電圧降下を測定することによって被測定試料１
の抵抗率ρが測定される。また、図４に示される四端子
法においては、まず、被測定試料４の２点に一対のプロ
ーブ５，６を接触させ、この２点間に電流を通電する。
さらに、この２点に挟まれた他の２点に一対のプローブ
７，８を接触させ、この２点間の電圧降下を測定するこ
とによって被測定試料４の抵抗率ρが測定される。
知ることはＩＣを作成する上で貴重なデータになる。従
来、この種の抵抗率は二端子法や四端子法によって測定
されている。図３に示される二端子法においては、被測
定試料１の２点に一対のプローブ２，３を接触させ、こ
の２点間に電流を通電すると共に、この通電電流による
２点間の電圧降下を測定することによって被測定試料１
の抵抗率ρが測定される。また、図４に示される四端子
法においては、まず、被測定試料４の２点に一対のプロ
ーブ５，６を接触させ、この２点間に電流を通電する。
さらに、この２点に挟まれた他の２点に一対のプローブ
７，８を接触させ、この２点間の電圧降下を測定するこ
とによって被測定試料４の抵抗率ρが測定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のいずれの抵抗率計においても、プローブの被測定試
料との接触部には金属電極が用いられている。このた
め、被測定試料が高抵抗（ノンドープ）の半導体材料か
らなる場合には、プローブと被測定試料とはショットキ
接触する。
来のいずれの抵抗率計においても、プローブの被測定試
料との接触部には金属電極が用いられている。このた
め、被測定試料が高抵抗（ノンドープ）の半導体材料か
らなる場合には、プローブと被測定試料とはショットキ
接触する。
【０００４】例えば、図５（ｂ）に示される被測定試料
９がｎ型半絶縁性半導体基板である場合には、金属電極
からなる一対の各プローブ１０，１１と被測定試料９と
の接触部には図５（ａ）のエネルギバンドが形成され
る。同図において、中央部に示されるエネルギバンドは
被測定試料９，左側はプローブ１０，右側はプローブ１
１のエネルギバンドに相当しており、また、ＥC は伝導
帯の底のエネルギ準位，ＥV は価電子帯の頂上のエネル
ギ準位，ＥF はフェルミ準位を示している。電池１２に
よって正電圧が与えられているプローブ１０と被測定試
料９との接触状態は、同エネルギバンドの左側に示され
るショットキ接触になる。つまり、プローブ１０は電池
１２によって被測定試料９よりも高い電位にバイアスさ
れており、プローブ１０のフェルミ準位は被測定試料９
のフェルミ準位よりも下がっているため、電子は被測定
試料９からプローブ１０へ向かって流れる。しかし、被
測定試料９よりも低い電位にバイアスされているプロー
ブ１１と被測定試料９とのショットキ接触は図の右側に
示される逆バイアス状態になり、この接触部には空乏領
域が形成される。このため、プローブ１１から被測定試
料９へ向かう電子の流れは、この接触部に生じる高いエ
ネルギ障壁によって阻止されてしまう。
９がｎ型半絶縁性半導体基板である場合には、金属電極
からなる一対の各プローブ１０，１１と被測定試料９と
の接触部には図５（ａ）のエネルギバンドが形成され
る。同図において、中央部に示されるエネルギバンドは
被測定試料９，左側はプローブ１０，右側はプローブ１
１のエネルギバンドに相当しており、また、ＥC は伝導
帯の底のエネルギ準位，ＥV は価電子帯の頂上のエネル
ギ準位，ＥF はフェルミ準位を示している。電池１２に
よって正電圧が与えられているプローブ１０と被測定試
料９との接触状態は、同エネルギバンドの左側に示され
るショットキ接触になる。つまり、プローブ１０は電池
１２によって被測定試料９よりも高い電位にバイアスさ
れており、プローブ１０のフェルミ準位は被測定試料９
のフェルミ準位よりも下がっているため、電子は被測定
試料９からプローブ１０へ向かって流れる。しかし、被
測定試料９よりも低い電位にバイアスされているプロー
ブ１１と被測定試料９とのショットキ接触は図の右側に
示される逆バイアス状態になり、この接触部には空乏領
域が形成される。このため、プローブ１１から被測定試
料９へ向かう電子の流れは、この接触部に生じる高いエ
ネルギ障壁によって阻止されてしまう。
【０００５】このように上記従来の抵抗率計において
は、被測定試料がｎ型半絶縁性半導体材料からなる場合
には、負電圧が印加されるプローブに電流が流れなくな
り、この結果、被測定試料に電流を通電させられなくな
る。このため、被測定試料の抵抗率を知ることが出来な
くなってしまう。
は、被測定試料がｎ型半絶縁性半導体材料からなる場合
には、負電圧が印加されるプローブに電流が流れなくな
り、この結果、被測定試料に電流を通電させられなくな
る。このため、被測定試料の抵抗率を知ることが出来な
くなってしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解消するためになされたもので、被測定試料に接触さ
せる正電圧が印加される第１のプローブと、被測定試料
に接触させる負電圧が印加される第２のプローブとを備
えて構成される抵抗率計において、被測定試料はｎ型半
絶縁性半導体材料からなり、第２のプローブは接触した
時にこのｎ型半絶縁性半導体材料のフェルミ準位よりも
相対的に高いフェルミ準位を有するｎ型半導体材料また
は被測定試料のバンドギャップよりも小さいバンドギャ
ップを持つｎ型半導体材料からなることを特徴とするも
のである。
を解消するためになされたもので、被測定試料に接触さ
せる正電圧が印加される第１のプローブと、被測定試料
に接触させる負電圧が印加される第２のプローブとを備
えて構成される抵抗率計において、被測定試料はｎ型半
絶縁性半導体材料からなり、第２のプローブは接触した
時にこのｎ型半絶縁性半導体材料のフェルミ準位よりも
相対的に高いフェルミ準位を有するｎ型半導体材料また
は被測定試料のバンドギャップよりも小さいバンドギャ
ップを持つｎ型半導体材料からなることを特徴とするも
のである。
【０００７】
【作用】第２のプローブが被測定試料に対して低い電位
になっても、第２のプローブから被測定試料へ向かう電
子の流れは阻止されなくなる。
になっても、第２のプローブから被測定試料へ向かう電
子の流れは阻止されなくなる。
【０００８】
【実施例】図２は本発明の一実施例による抵抗率計を示
す斜視図であり、ｎ型半絶縁性ＧａＡｓ半導体基板２１
の抵抗率を四端子法によって測定する場合を示してい
る。
す斜視図であり、ｎ型半絶縁性ＧａＡｓ半導体基板２１
の抵抗率を四端子法によって測定する場合を示してい
る。
【０００９】ｎ型半絶縁性ＧａＡｓ半導体基板２１はド
ナー不純物濃度が１０16〜１０17／ｃｍ3 程度に低く、
高抵抗の基板である。また、プローブ２２は従来と同様
な金属電極によって形成されており、正電圧が与えられ
ている。プローブ２３はＧａＡｓ半導体基板２１のフェ
ルミ準位より高いフェルミ準位を有するｎ型半導体材
料、つまり、ｎ型のＳｉ半導体材料によって形成されて
おり、負電圧が与えられている。従って、一対のプロー
ブ２２，２３を半導体基板２１に所定の押圧力をもって
接触させることにより、プローブ２２，２３間の半導体
基板２１には一定の電流が流れる。この通電電流Ｉは電
流計２６によって測定される。また、プローブ２２，２
３に挟まれた半導体基板２１上の２点に接触して他の一
対のプローブ２４，２５が当てられる。プローブ２４は
従来と同様な金属電極によって形成されており、プロー
ブ２５はプローブ２３と同様なｎ型のＳｉ半導体材料に
よって形成されている。また、プローブ２４と半導体基
板２１との接触点の電位は、半導体基板２１に電流を通
電させるプローブ２２，２３からの電圧印加により、プ
ローブ２５と半導体基板２１との接触点の電位よりも高
くなっている。このため、プローブ２４にはプローブ２
５よりも高い電圧が印加されることになる。この一対の
プローブ２４，２５により、通電電流Ｉによる半導体基
板２１の電圧降下Ｖが検出され、この電圧降下Ｖは電圧
計２７によって測定される。半導体基板２１の抵抗率ρ
はこれら電流Ｉおよび電圧降下Ｖによって知ることが出
来る。
ナー不純物濃度が１０16〜１０17／ｃｍ3 程度に低く、
高抵抗の基板である。また、プローブ２２は従来と同様
な金属電極によって形成されており、正電圧が与えられ
ている。プローブ２３はＧａＡｓ半導体基板２１のフェ
ルミ準位より高いフェルミ準位を有するｎ型半導体材
料、つまり、ｎ型のＳｉ半導体材料によって形成されて
おり、負電圧が与えられている。従って、一対のプロー
ブ２２，２３を半導体基板２１に所定の押圧力をもって
接触させることにより、プローブ２２，２３間の半導体
基板２１には一定の電流が流れる。この通電電流Ｉは電
流計２６によって測定される。また、プローブ２２，２
３に挟まれた半導体基板２１上の２点に接触して他の一
対のプローブ２４，２５が当てられる。プローブ２４は
従来と同様な金属電極によって形成されており、プロー
ブ２５はプローブ２３と同様なｎ型のＳｉ半導体材料に
よって形成されている。また、プローブ２４と半導体基
板２１との接触点の電位は、半導体基板２１に電流を通
電させるプローブ２２，２３からの電圧印加により、プ
ローブ２５と半導体基板２１との接触点の電位よりも高
くなっている。このため、プローブ２４にはプローブ２
５よりも高い電圧が印加されることになる。この一対の
プローブ２４，２５により、通電電流Ｉによる半導体基
板２１の電圧降下Ｖが検出され、この電圧降下Ｖは電圧
計２７によって測定される。半導体基板２１の抵抗率ρ
はこれら電流Ｉおよび電圧降下Ｖによって知ることが出
来る。
【００１０】本実施例による抵抗率計によれば、負電圧
が印加されるプローブ２３，２５から被測定試料である
ＧａＡｓ半導体基板２１へは障害なく電子が流れる。こ
の状態は図１を用いて次のように説明することが出来
る。
が印加されるプローブ２３，２５から被測定試料である
ＧａＡｓ半導体基板２１へは障害なく電子が流れる。こ
の状態は図１を用いて次のように説明することが出来
る。
【００１１】同図（ｂ）は図２に示される抵抗率計を簡
略して表したものであり、プローブ３１は正電圧が印加
されるプローブ２２，２４に相当し、プローブ３２は本
発明に係わる負電圧が印加されるプローブ２３，２５に
相当している。また、この電圧印加は電池３３によって
等価的に表される。半導体基板２１は図２と同一のもの
である。また、図１（ａ）は同図（ｂ）に示される各プ
ローブ３１，３２と半導体基板２１との電圧印加時にお
ける接触状態を表すエネルギバンドである。同図の中央
部は被測定試料であるＧａＡｓ半導体基板２１に相当す
るエネルギバンドであり、左側はプローブ３１，右側は
プローブ３２に相当するエネルギバンドである。正電圧
が印加されているプローブ３１は従来と同様な金属電極
により形成されているため、半導体基板２１と接触して
形成されるエネルギバンドは従来と同様になり、電子は
ＧａＡｓ半導体基板２１からプローブ３１側へ流れる。
一方、負電圧が印加されているプローブ３２はｎ型Ｓｉ
からなり、その材料の持つフェルミ準位はＧａＡｓ半導
体基板２１よりも高くなっている。また、そのバンドギ
ャップＥg は約１．１ｅＶであり、ＧａＡｓ半導体基板
２１のバンドギャップＥg である約１．４ｅＶに比較し
て小さく、また、ＧａＡｓ半導体基板２１の１／２以上
になっている。このため、プローブ３２と半導体基板２
１との接触部におけるエネルギバンドは、同図の右側に
示される、順バイアスされたｐｎ接合と等価な状態にな
る。このため、プローブ３２から半導体基板２１へ向か
って電子が障害なく流れる。
略して表したものであり、プローブ３１は正電圧が印加
されるプローブ２２，２４に相当し、プローブ３２は本
発明に係わる負電圧が印加されるプローブ２３，２５に
相当している。また、この電圧印加は電池３３によって
等価的に表される。半導体基板２１は図２と同一のもの
である。また、図１（ａ）は同図（ｂ）に示される各プ
ローブ３１，３２と半導体基板２１との電圧印加時にお
ける接触状態を表すエネルギバンドである。同図の中央
部は被測定試料であるＧａＡｓ半導体基板２１に相当す
るエネルギバンドであり、左側はプローブ３１，右側は
プローブ３２に相当するエネルギバンドである。正電圧
が印加されているプローブ３１は従来と同様な金属電極
により形成されているため、半導体基板２１と接触して
形成されるエネルギバンドは従来と同様になり、電子は
ＧａＡｓ半導体基板２１からプローブ３１側へ流れる。
一方、負電圧が印加されているプローブ３２はｎ型Ｓｉ
からなり、その材料の持つフェルミ準位はＧａＡｓ半導
体基板２１よりも高くなっている。また、そのバンドギ
ャップＥg は約１．１ｅＶであり、ＧａＡｓ半導体基板
２１のバンドギャップＥg である約１．４ｅＶに比較し
て小さく、また、ＧａＡｓ半導体基板２１の１／２以上
になっている。このため、プローブ３２と半導体基板２
１との接触部におけるエネルギバンドは、同図の右側に
示される、順バイアスされたｐｎ接合と等価な状態にな
る。このため、プローブ３２から半導体基板２１へ向か
って電子が障害なく流れる。
【００１２】従って、本実施例による抵抗率計によれ
ば、各プローブ３１，３２を通じて半導体基板２１に電
流が通電されるようになり、被測定試料が抵抗率の高い
半導体材料であっても問題なく抵抗率を測定することが
可能になる。
ば、各プローブ３１，３２を通じて半導体基板２１に電
流が通電されるようになり、被測定試料が抵抗率の高い
半導体材料であっても問題なく抵抗率を測定することが
可能になる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
２のプローブが被測定試料に対して低い電位になって
も、第２のプローブから被測定試料へ向かう電子の流れ
は阻止されなくなる。
２のプローブが被測定試料に対して低い電位になって
も、第２のプローブから被測定試料へ向かう電子の流れ
は阻止されなくなる。
【００１４】このため、被測定試料が高抵抗のｎ型半絶
縁性半導体材料であっても、一対の第１および第２の各
プローブには電流が流れるようになり、被測定試料の抵
抗率を問題なく測定することが可能になる。
縁性半導体材料であっても、一対の第１および第２の各
プローブには電流が流れるようになり、被測定試料の抵
抗率を問題なく測定することが可能になる。
【図１】本発明の一実施例による抵抗率計の各プローブ
と被測定試料との間に形成されるエネルギバンドを説明
する図である。
と被測定試料との間に形成されるエネルギバンドを説明
する図である。
【図２】四端子法を用いた本実施例による抵抗率計を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図３】二端子法による従来の抵抗率計を示す斜視図で
ある。
ある。
【図４】四端子法による従来の抵抗率計を示す斜視図で
ある。
ある。
【図５】従来の抵抗率計の各プローブと被測定試料との
間に形成されるエネルギバンドを説明する図である。
間に形成されるエネルギバンドを説明する図である。
２１…ｎ型半絶縁性ＧａＡｓ半導体基板、２２，２４，
３１…正電圧が印加される金属電極からなるプローブ、
２３，２５，３２…負電圧が印加されるｎ型Ｓｉからな
るプローブ、３３…電池。
３１…正電圧が印加される金属電極からなるプローブ、
２３，２５，３２…負電圧が印加されるｎ型Ｓｉからな
るプローブ、３３…電池。
Claims (1)
- 【請求項１】 被測定試料に接触させる正電圧が印加さ
れる第１のプローブと、被測定試料に接触させる負電圧
が印加される第２のプローブとを備えて構成される抵抗
率計において、 前記被測定試料はｎ型半絶縁性半導体材料からなり、前
記第２のプローブは前記被測定試料に接触した時にこの
ｎ型半絶縁性半導体材料のフェルミ準位よりも相対的に
高いフェルミ準位を有するｎ型半導体材料または前記被
測定試料のエネルギーバンドギャップよりも小さいエネ
ルギーバンドギャップを持つｎ型半導体材料からなるこ
とを特徴とする抵抗率計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33070691A JPH05164795A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 抵抗率計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33070691A JPH05164795A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 抵抗率計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05164795A true JPH05164795A (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=18235654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33070691A Pending JPH05164795A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 抵抗率計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05164795A (ja) |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP33070691A patent/JPH05164795A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100789119B1 (ko) | 자장 센서 | |
| Cowley et al. | Quantitative comparison of solid-state microwave detectors | |
| Kuhn | A quasi-static technique for MOS CV and surface state measurements | |
| Piquemal et al. | Report on a joint BIPM-EUROMET project for the fabrication of QHE samples by the LEP | |
| Würtz et al. | Separately contacted edge states: A spectroscopic tool for the investigation of the quantum Hall effect | |
| US4658279A (en) | Velocity saturated strain sensitive semiconductor devices | |
| US3134077A (en) | Electrical probe apparatus for measuring the characteristics of semiconductor material | |
| Mahan et al. | THE DENSITY OF STATES IN METAL‐SEMICONDUCTOR TUNNELING | |
| JPH05164795A (ja) | 抵抗率計 | |
| US5189367A (en) | Magnetoresistor using a superlattice of GaAs and AlGaAs | |
| Llacer | Study of surface effects in thick lithium drifted silicon radiation detectors | |
| Thomas Jr et al. | Effect of electric field on surface recombination velocity in germanium | |
| US3328685A (en) | Ohmmeter utilizing field-effect transistor as a constant current source | |
| Larrabee et al. | A rapid evaluation technique for functional Gunn diodes | |
| Oroshnik et al. | Quantitative photovoltaic evaluation of the resistivity homogeneity of germanium single crystals | |
| Tsui | Electron Tunneling Through p‐Type GaAs–Pb Point Contacts | |
| Thornton et al. | Quantitative measurements by scanning electron microscopy—I. The use of conductivity maps | |
| US3366879A (en) | Method for measuring the specific resistance of a silicon crystal by measuring the breakdown voltage | |
| Lin | Study of injecting and extracting contacts on germanium single crystals | |
| Cristoloveanu et al. | Transverse diffusion currents as an important source of error in magnetoresistance measurements | |
| Field et al. | Non-invasive detection of single-electron processes | |
| Abdula et al. | Three-point probe 1/f noise measurement | |
| Bala et al. | Current transport in Au CdTe Au structures | |
| Yamaguchi | On the blocking layer of selenium rectifier (II) | |
| RU2006984C1 (ru) | Способ отбраковки полупроводниковых структур на полуизолирующих подложках по степени проявления эффекта обратного управления |