---

ГОСУДАРСТВЕННЫ

S" АРСЕНИД ГАЛЛИЯ И ФОСФИД ? ГАЛЛИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ

ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
СОПРОТИВЛЕНИЯ И КОЭФФИЦИЕНТА ХОЛЛА

ГОСТ 25948-83
(СТ СЭВ 3910-82)

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

РАЗРАБОТАН Министерством цветной металлургии СССР ИСПОЛНИТЕЛИ

А. В. Елютин, Н. Н. Соловьев, Н. И. Сучкова, В. М. Михайлов

ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР

Член Коллегии А. П. Снурников

У

Постановлением Государствен­

ТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ного комитета СССР по стандартам от 28 октября 1983 г. № 517

8У

Группа В09

ДК 621.315.592.083:006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

АРСЕНИД ГАЛЛИЯ И ФОСФИ

Г

ГОСТ
25948-83
(СТ СЭВ 3910—82)

АЛЛИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ

Измерение удельного электрического сопротивления и коэффициента Холла

Monocrystal gallium arsenide and gallium phosphide.

Measurement of specific electric resistance and Hall-coefficient

ОКСТУ 1772

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28 октября 1983 г. № 5178 срок действия установлен

с 01,01,85

до 01.01,90

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает метод измерения удель- ного электрического сопротивления, коэффициента Холла и опре­деления типа проводимости,, концентрации и холловской подвиж­ности основных носителей заряда для полупроводниковых мате­риалов с удельным электрическим сопротивлением от 10~⁴ до 10⁹ Ом*см монокристаллических арсенида галлия и фосфида галлия.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3910—82.

1. СУЩНОСТЬ МЕТОДА

   1. Определение удельного электрического сопротивления основано на измерении продольного электрического поля Е_х и плотности тока j_x, вызываемого этим полем.

   2. Определение коэффициента Холла основано на измерении поперечного электрического поля Еу (U_y), возникающего в полу­проводнике, помещенном в магнитное поле индукций B_z при про­текании через него тока плотностью j_x в направлении, перпенди* кулярном магнитному полю.

   3. Тип проводимости полупроводникового материала уста­навливают по знаку ЭДС Холла в соответствии с черт. 1.

   4. К

      Издание официальное

      онцентрацию и подвижность основных носителей заряда определяют расчетным путем на основании данных по измере-

Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1984

2—1395нию удельного электрического сопротивления и коэффициента Холла.

Черт. 1

2. АППАРАТУРА

   1. Структурная схема установки для измерения удельного электрического сопротивления и коэффициента Холла представ* лена на черт. 2.

1 — измеряемый образец; 2 — магнит; 3 — источник постоянного тока; 4 — из­мерительное устройство; 5 — коммути­рующее устройство

Черт. 2

Магнит, обеспечивающий создание магнитных полей из­меняемой полярности, должен удовлетворять требованиям табл. LТаблица 1

Наименование
материала

Верхний предел
подвижности ос-
новных носителей
заряда ц,
см^В^с* ¹

Верхний предел
магнитной индук-
ции в зазоре
магнита В, Т

Допустимая неоднородность магнитного по­ля в области из­мерения, %, не более

Арсенид галлия п и р — типа

1 - 10³

5 Юз 7-Ю³

2-Ю*

1-105

1,0

0,5

0,3

0,2

0,05

ЗЕ

осфид галлия

пир — типа

2-Ю²

1-Ю³

1,0

0,5

Таблица

2

Чувствительность измерительного прибора, В

10~⁶ 10~⁵ і о^-5

10~⁵ 10~⁵ 10~⁵ 10~³

10"⁴ 10~⁴

ЦП⁴ 1(Г³ 10~³

Верхний пре-
дел удельного
электриче-
ского сопро-
тивле-
ния Р,Ом • см

1-Ю"³ 1-Ю-² 1-10° 1-101

1-Ю³

1-Ю³

1-Ю*

1-Ю³
1-106

1-107

1-Ю»

1-Ю³

Верхний пре-
дел электри-
ческого тока
Л А

5-Ю^-1 2-Ю' Ы0^-1 1 • 10~² 1-Ю^-3

Ы0~⁴
I -10“¹
1-Ю^-6

I ■ 1(Г² 1-Ю”³ 1 ■ 10“⁴⁵⁶⁷ 1-Ю^-10

Допустимая
нестабиль-
ность электри-
ческого тока
за время из-
мерения, %

±1

±1

±1

±1

±1

±1

±1

±1

±1

±1

Входное
электриче-
ское сопро-
тивление изме-
рительного
прибора /?,
Ом, не мене

е

Коммутирующее устройство должно обеспечивать про­ведение измерительных операций с использованием одного измери- 2

*

тельного прибора. Значение величины электрического сопротивле* ния изоляции контактов коммутирующего устройства не должно быть менее входного электрического сопротивления измеритель­ного устройства.

перпендикулярность плоскости образца направлению магнит­ного поля с отклонением от перпендикулярности не более ±3°;

возможность проведения измерений .при затемнении образца; соответствие электроизоляционных свойств конструкционных материалов сопротивлению измерительного прибора.

1. 2. Микрометр или другой инструмент для измерения толщи­ны образца с погрешностью не более 1 • 10“³ см и с погрешностью не более 3-10^-4 см для измерения толщины d^C0,06 см.

   3. Прибор для имерения силы электрического тока с по­грешностью не более 0,5%.

   4. Прибор для измерения абсолютного значения, магнит­ной индукции-с погрешностью не более 2%.

   5. Термометр с погрешностью измерения не более 0,5К.

2. МЕТОДЫ ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

   1. Измерения проводят на образцах в виде плоскопараллель­

ных пластин (черт. 3) либо на образцах крестообразной формы (черт. 4).

цах крестообразной формы.

Таблица 3

Фор-
ма об-
разца

Длина
образ-
ца L_t
см

Ширина
образца
а, см

Толщина
образца
d, см

Допускае-
мое откло-
нение от
средней
толщины
образца, %,
не более

Расстояние
между кон-
тактами
1 и 2,
3 и 4

I

Отношение
линейных
размеров
контактов
к мини-
мальному
расстоянию
между
ними, не
более

Плас- т и н а

не менее не менее 0,02—0,1
0,5 0,5 >0,1-0,2

0,1

0,1

Крест

0,02—0,1

>0,1—0,2

4. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

   1. На образец крестообразной формы наносят шесть электри­ческих контактов.

   2. На образец в виде плоскопараллельной пластины наносят четыре электрических контакта, располагая их на периферии пластины.

Рекомендуется располагать электрические контакты на боко-* вой поверхности пластины (черт. 3).

линейной вольт-амперной характеристикой (результаты из­мерения не должны зависеть от конкретных режимов измерений);

малым переходным сопротивлением (рекомендуемые методы оценки устанавливаются в зависимости от вида полупроводнико­вых монокристаллических материалов).

5. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

   1. Измерения проводят при фиксированной температуре. До-

п

измерения не более

ускаемое отклонение температуры за время

Образец устанавливают в держатель и пропускают через него электрический ток, используя одну из двух пар контактов

,

Фиксируют значение тока I и разности потенциалов U_t возникаю­щей на второй паре контактов, в следующем порядке:

^3,4( + ІЦ2) ’ ^_Зі4( — /ц2) »

+ <3,2) » U]_t4( - 1₃^ »

^Uh2( +!_3t4) > »

^u2j( + ii,4) ; .

м

5.2.2. Вводят магнитное поле,

st

иксиру ют

значения

тока /,

агнитной индукции В и разности потенциалов U в следующем

порядке:

U2,4( + 1цз + в) j U2_t4( - 1ц₃_ в) >

4- I_2f4 + в) t

Ul_t3{ - I_2t4 _ в) >

ІІ2,4( — /у j ₊в) » &2,4( + I_Jf3_ в} ’ - і_2і4 + в) »

Ul_t3( 4- l_2t4 — в) *

Цифровые индексы соответствуют контактам образца (черт. 3). Значения токов при измерениях в пределах одного пункта (5.2.1. или 5.2.2) должны быть одинаковыми; значения токов при выпол­нении измерений по разным пунктам могут различаться в пределах требования табл. 2.

Р Р

Ul_t2{ 4- I) »

Ui,2( -1);

^4з,4{ + /) .

5.3.2. Вводят магнитное поле,

иксируют значения

магнитной

■индукции В, электрического тока в двух направлениях +1в, — Ів^ разности потенциалов U:

Ui,3( + /, + в), Ui,n &2.4( + /, + В) , 1^2,41 - А - В) ;

&2,4( -/, + в), Уг,4( + f,-B);

Ui,3( - /, + в), Ui,3^ + і,-в) ■

Цифровые индексы соответствуют контактам образца (черт. 4)

.

6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

циенты а_ь а₂ вычисляют по формулам:

(1)

Ра

(2)

(3)

2,3( - /)

(4)

При определении коэффициентов аі и а₂ делят большую сумму на меньшую, чтобы получить результат более 1.

^U2_t4( + /, + В) ~ ^и2,4( - л + В) + Щ'Ц - - В) " ^и2,4( + Л - В)

4

;(5)

₊/, ₊Д) — U]_t3( - /, + В) + ^Ul,3(~ /, - В) ~ ^.3( + /, + В)

4

Д6)

При определении значений и_У1 и U_Уі алгебраически учитывают знаки величин, полученных при измерениях.

(7)

и у = ^Uy' ⁺.^и^ . ’ (8)

2

4 * 53 • d г г

р =• —2— ^Uf'

где /— значение электрического тока, при котором проводились измерения по л. 5.2.1,А;d— толщина измеряемого образца, ем;

Up — среднее значение напряжения при измерении удельного электрического сопротивления, В.

/?н=10‘-4 -и_у, (10)

J *25

где В— значение индукции магнитного поля, Т;

I— значение электрического тока, при котором проводились измерения по п. 5.2.2,А;