SU1465750A1 - Method of measuring concentration and mobility of current carriers in semiconductors - Google Patents

Method of measuring concentration and mobility of current carriers in semiconductors Download PDF

Info

Publication number
SU1465750A1
SU1465750A1 SU874278755A SU4278755A SU1465750A1 SU 1465750 A1 SU1465750 A1 SU 1465750A1 SU 874278755 A SU874278755 A SU 874278755A SU 4278755 A SU4278755 A SU 4278755A SU 1465750 A1 SU1465750 A1 SU 1465750A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
semiconductor
electromagnetic wave
mobility
wave
magnetic field
Prior art date
Application number
SU874278755A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Викторович Сидорин
Виестурс Мартынович Пориньш
Юрис Карлович Григулис
Юрий Викторович Сидорин
Original Assignee
Войсковая часть 67947
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Войсковая часть 67947 filed Critical Войсковая часть 67947
Priority to SU874278755A priority Critical patent/SU1465750A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1465750A1 publication Critical patent/SU1465750A1/en

Links

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - обеспечение однозначности измерений при посто нном магнитном поле. Сущность данного способа измерений по сн етс  работой устр-ва, при которой полупроводник накладьгеают на выходное отверстие радиоволнового преобразовател  6. Затем облучают его электромагнитной волной Н, от .СВЧ-г-ра I и воздействуют магнитным полем от магнитной системи П. С помощью фазовращател  3 добиваютс  максимального преобразовани  измеренной измерителем 10 мощности электромагнитной волны Нд, пр моугольного волновода, котора  в нем возбуждаетс  полупроводником и распростран етс  от полупроводника к СВЧ-г-ру 1. Затем фиксируют показани  и Р измерителей 5 и 10 MOPtHocTH и ввиду того, что волновые сопротивлени  дл  электромагнитных волн типов и Но4 в квадратном волноводе равны, по ф-лам вычисл ют концентрацию и подвижность носителей тока в полупроводнике. 1 ил. (/This invention relates to a measurement technique. The purpose of the invention is to ensure unambiguity of measurements at a constant magnetic field. The essence of this method of measurement is explained by the operation of the device, in which the semiconductor is superimposed on the outlet of the radio-wave converter 6. Then it is irradiated with an electromagnetic wave H, from the microwave of g-I and is acted upon by a magnetic field from the magnetic system P. 3 achieve a maximum conversion of the electromagnetic wave power Nd measured by the meter 10, of a rectangular waveguide which is excited by a semiconductor in it and propagates from the semiconductor to the microwave g. 1. Then fix The readings and P of the 5 and 10 MOPtHocTH meters are given, and since the wave impedances for the electromagnetic waves of the types and Ho4 in the square waveguide are equal, the concentration and mobility of the current carriers in the semiconductor are calculated from the fluids. 1 il. (/

Description

Изобретение относится к измери- . тельной технике и предназначено для определения концентрации и подвижности носителей тока в полупроводниках неразрушающим радиоволновым методом свободного пространства.The invention relates to measurable. This method is intended for determining the concentration and mobility of current carriers in semiconductors by the nondestructive radio wave method of free space.

Цель изобретения - обеспечения однозначности измерения при постоянном магнитном поле.The purpose of the invention is to ensure the uniqueness of measurement in a constant magnetic field.

На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации способа определения концентрации и подвижности носителей тока в полупроводниках.The drawing shows a structural diagram of a device for implementing the method for determining the concentration and mobility of current carriers in semiconductors.

Устройство для реализации способа определения концентрации и подвижности носителей тока в полупроводниках содержит.'СВЧ-генератор 1 , вентиль 2, фазовращатель 3, фильтр 4 электромагнитной волны типа Н40 , первый измеритель 5 мощности, переход 6 от прямоугольного волновода к волноводу квадратного сечения, радиоволновый преобразователь 7, зонд 8, служащий фильтром электромагнитной волны типа НЙ1 прямоугольного волновода, коаксиально-волноводный переход 9, второй измеритель 10 мощности и магнитную систему 11.A device for implementing the method for determining the concentration and mobility of current carriers in semiconductors contains. Microwave generator 1, valve 2, phase shifter 3, electromagnetic wave filter 4 type H 40 , first power meter 5, transition 6 from a rectangular waveguide to a square waveguide, radio wave converter 7, the probe 8 serving as an electromagnetic wave filter of the type H Y1 rectangular waveguide, a coaxial-waveguide junction 9, the second power meter 10 and a magnet system 11.

Способ для определени51 концентрации и подвижности носителей тока в полупроводниках заключается в следующем .A method for determining51 the concentration and mobility of current carriers in semiconductors is as follows.

Поперечное СВЧ электрическое поле = Em^cos(co t-Kp) электромагнитной волны типа Н,о возбуждает в полупроводнике с цроводимостью О' ток_проводимости с плотностью = 66^,.Cross microwave electric field = E m ^ cos (co t -Kp) electromagnetic wave type H, turned on in a semiconductor tsrovodimostyu G 'tok_provodimosti with density = 66 ^ ,.

На носители заряда в поперечном магнитном поле с индукцией Bz действует сила Лоренца, следствием чего является появление поля Холла, с вектором напряженности в направлении оси X (X, У, Z), прямоугольная система координат.The charge carriers in a transverse magnetic field with induction B z are affected by the Lorentz force, which results in the appearance of a Hall field, with a tension vector in the direction of the X axis (X, Y, Z), a rectangular coordinate system.

= Βζ Iй Em^cos (u>t+(f) , (1)= Β ζ I th E m ^ cos (u> t + (f), (1)

Это электромагнитное поле возбуждает, в волноводе волну типа Н01 , распространяющуюся от полупроводника как в сторону СВЧ-генератора, так. и наоборот. Мощность, переносимая электромагнитной волной типа Н0) волновода, выраженная через мощность, электромагнитной волны типа Н40 , возбуждающей поле Холла, определяется следующим соотношениемThis electromagnetic field excites, in the waveguide, a wave of type H 01 propagating from the semiconductor both towards the microwave generator, so. and vice versa. The power carried by an electromagnetic wave of type H 0) of the waveguide, expressed in terms of the power of an electromagnetic wave of type H 40 exciting the Hall field, is determined by the following relation

Рн = л? В* Ри ,--^но. I z «ю ZHo, (2) где ZH , ΖΗο( - волновое сопротивление для электромагнитных волн типа Н и ^01 соответственно.P n = l? B * P and , - ^ n about. I z «u Z Ho , (2) where Z H , Ζ Ηο ( is the wave impedance for electromagnetic waves of the type H <o and ^ 01, respectively.

Подвижность и концентарция [Ц ,п из этого соотношения определяются какMobility and concentration [C, n from this ratio are defined as

Ph_oj Z//0.1. ’н Ζη,0 ——— ------—t где удельное сопротивление полупроводника;Ph_oj Z // 0.1. 'n 1o Ζη, 0 ——— ------— t where is the resistivity of the semiconductor;

е - заряд электрона;e is the electron charge;

г - Холл-фактор, равный 1 ?93 в слабых полях при и 1 - в сильных полях при JU* Вг » 1).d - Hall factor equal to 1 ? 93 in weak fields at and 1 - in strong fields at JU * В г »1).

Если мощность Рн электромагнитной волны типа Н0| измерять в прошедшем излучении, то выражение концентрации и подвижности носителей тока в полупроводнике вычисляется по мулам фор_1__ в~~тIf the power P n of an electromagnetic wave of type H 0 | measure in the transmitted radiation, then the expression for the concentration and mobility of current carriers in the semiconductor is calculated by the formulas mul_1__ in ~~ t

11 .1 11 .1 Phqi Phqi Zhoi Zhoi рн,о r n about ZH,o Z h o

Bs_r - ТB s _r - T

(5) (6)(5) (6)

Т -- коэффициент прохождения электромагнитных волн по электрическому полю через полупроводник.T is the coefficient of transmission of electromagnetic waves through an electric field through a semiconductor.

Выражения (3) и (6) позволяют однозначно определить подвижность и концентрацию носителей тока в полупроводниках. При этом не требуется изменять магнитное поле.Expressions (3) and (6) make it possible to uniquely determine the mobility and concentration of current carriers in semiconductors. It is not necessary to change the magnetic field.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Полупроводник накладывают на выходное отверстие радиоволнового преобразователя 6. Облучают его электрот магнитной волной от СВЧ-генератора 1 и воздействуют магнитным полем от магнитной системы 11. С помощью фазовращателя 3 добиваются максимальгдеThe semiconductor is superimposed on the outlet of the radio wave converter 6. It is irradiated with a magnetic wave from the microwave generator 1 and exposed to a magnetic field from the magnetic system 11. Using the phase shifter 3, they achieve the maximum

1465750 ного преобразования показания второго измерителя 1.0 мощности, измеряющего мощность электромагнитной волны НО( прямоугольного волновода, которая в нем возбуждается полупроводником и распространяется от полупроводника к СВЧ-генератору 1. Фикси· руют показания измерителя мощности 5 - Рц0( и измерителя 10 мощности РН(о . Ввиду того, что волновые сопротивления для электромагнитных волн типов Н<0 и Н01 в квадратном волноводе равны, Формулы для вычисления концентрации и подвижности носителей вид тока в полупроводнике имеют1465750 conversion of the readings of the second power meter 1.0, which measures the power of the electromagnetic wave Н О (a rectangular waveguide, which is excited in it by a semiconductor and propagates from a semiconductor to a microwave generator 1. Fix the readings of a power meter 5 - Рc 0 ( and a power meter 10 Р N (o . Due to the fact that the wave resistances for electromagnetic waves of types H <0 and H 01 in a square waveguide are equal, the Formulas for calculating the concentration and mobility of carriers have the form of current in a semiconductor

Claims (1)

/ Способ определения концентрации и подвижности носителей тока в полупроводниках, включающий облучение полупроводника электромагнитной волной при одновременном воздействии на него магнитным полем, направление которого совпадает с направлением распространения электромагнитной волны, и измерении параметров провзаимо— действовавшей волны с полупроводником, о тличающийся тем, что, с целью обеспечения однозначное* ти измерения при постоянном магнитном поле, полупроводник облучают электромагнитной волной типа Н40 с мощностью РН1о ? измеряют Мощность ΡΗοι провзаимодействовавшей с полупроводником электромагнитной волны типа Hot , а концентрацию η и подвижность щ носителей тока в полупроводнике определяют по формулам/ A method for determining the concentration and mobility of current carriers in semiconductors, including irradiating a semiconductor with an electromagnetic wave while simultaneously exposing it to a magnetic field, the direction of which coincides with the direction of propagation of the electromagnetic wave, and measuring the parameters of the interacting wave with the semiconductor, characterized in that, with In order to ensure unambiguous * measurement in a constant magnetic field, the semiconductor is irradiated with an electromagnetic wave of type H 40 with a power of P H1o? measure the power Ρ Ηοι of the electromagnetic wave H ot interacting with the semiconductor, and the concentration η and the mobility of the current carriers in the semiconductor are determined by the formulas Iй в~т у pf I th c ~ t y p f Р Н <И_ _Z J4 о<_ . Hto ^Η,οP N <I_ _Z J4 o <_. Hto ^ Η, ο .............. _Ρ«ΙΟ__Zf£jo РН0, ΖΗθ4 где_Ρ "ΙΟ__Zf £ jo Р Н 0 , Ζ Ηθ4 where - волновые сопротивления электромагнитных волн типов Н40 и Но, ;- wave resistance of electromagnetic waves of types N 40 and N about ; - удельное сопротивление полупроводника;- resistivity of the semiconductor; - заряд электрона;<is the electron charge; < - индукция магнитного поля;- magnetic field induction; - Холл-фактор;- Hall factor; - коэффициент прохождения электромагнитной волны через полупроводник в случае прошедшей провзаимодействовавшей электромагнитной волны,- coefficient of transmission of an electromagnetic wave through a semiconductor in the case of a transmitted interacting electromagnetic wave, 1 - в случае отраженной проΖΗ1 - in the case of reflected pro Ζ Η 40 О1 е40 O1 e Βζ или взаимодействовавшей электромагнитной волны. Β ζ or an interacting electromagnetic wave.
SU874278755A 1987-05-27 1987-05-27 Method of measuring concentration and mobility of current carriers in semiconductors SU1465750A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874278755A SU1465750A1 (en) 1987-05-27 1987-05-27 Method of measuring concentration and mobility of current carriers in semiconductors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874278755A SU1465750A1 (en) 1987-05-27 1987-05-27 Method of measuring concentration and mobility of current carriers in semiconductors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1465750A1 true SU1465750A1 (en) 1989-03-15

Family

ID=21317346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874278755A SU1465750A1 (en) 1987-05-27 1987-05-27 Method of measuring concentration and mobility of current carriers in semiconductors

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1465750A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103033734A (en) * 2012-12-31 2013-04-10 西安电子科技大学 Method for measuring graphene carrier mobility based on non-contact Hall effect

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Клюев-В.В.Приборы дл неразру- шающего контрол материалов и изделий. Справочник. М., 1986, т.1, с.217-220. Авторское свидетельство СССР № 1038981, кл. G 01 N 22/00, 1983 (прототип). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103033734A (en) * 2012-12-31 2013-04-10 西安电子科技大学 Method for measuring graphene carrier mobility based on non-contact Hall effect
CN103033734B (en) * 2012-12-31 2015-05-27 西安电子科技大学 Method for measuring graphene carrier mobility based on non-contact Hall effect

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Egan et al. DC detection of ferromagnetic resonance in thin nickel films
Cataliotti et al. Improvement of Hall effect current transducer metrological performances in the presence of harmonic distortion
SU1465750A1 (en) Method of measuring concentration and mobility of current carriers in semiconductors
Zhou et al. A non-contact micro-ampere DC current digital sensor based on the open-loop structure
Zhu et al. Dielectric measurements via a phase-resolved spintronic technique
Hill Waveguide technique for the calibration of miniature implantable electric-field probes for use in microwave-bioeffects studies
CN109839610B (en) Helmholtz coil constant alternating current calibration system and method based on orthogonality principle
Auld et al. Eddy-current reflection probes: Theory and experiment
SU1377716A1 (en) Electromagnetic-sonic flaw detector
RU1817028C (en) Method for testing polarization-optical transducers of alternating and pulse electric and magnetic values
RU2178151C1 (en) Device determining level of liquid in vessel
RU2252422C1 (en) Method and device for measuring electric current
SU468204A1 (en) Device for measuring the parameters of thin magnetic films
SU494707A1 (en) Method for measuring nonlinearity coefficient of semiconductor conductivity
SU447644A1 (en) Measuring instrument of coefficient of the running wave
RU2073250C1 (en) Method and device for determining dynamic induction of reactor
SU1218347A1 (en) Method of determining coeficient of aerial converter non-linearity
SU828130A1 (en) Method of alternating magnetic field parameter determination
SU1224747A1 (en) Method of determining calibration ratio of loop aerial
RU2582496C1 (en) Device for measuring conductive liquids
SU746362A1 (en) Apparatus for measuring thin magnetic film anisotropy field intensity
SU702325A1 (en) Electric to magnetic value transducer
Tarbell et al. Measurements of solar magnetic fields by Fourier transform techniques: II. Saturated and blended lines
SU1022041A1 (en) Non-ferromagnetic object conductivity measuring method
SU871109A1 (en) Device for measuring material magnetic parameters