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解析STY-1導電型號測試儀使用方法

一、概述

STY—1型導電型號測試儀是嚴格按照ASTM F42（非本征半導體材料導電類型的標準測試方法）中的熱探針法設計的導電類型鑒別儀。

本儀器熱探筆內裝有加熱和控溫組件，自動加熱并使溫度維持在40-60℃范圍內，冷熱探筆在半導體材料上產(chǎn)生的熱電動勢，經(jīng)低噪聲、低漂移的集成運算放大器放大后，用寬表面檢流計指示型號方向，并可定量測出熱電流的數(shù)值大小。儀器靈敏度可調，可在廣泛的電阻率（從高阻單晶到重摻單晶）范圍內判別半導體材料型號。

二、技術性能

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

實驗證明：在室溫情況下，對于電阻率低于1000Ω·cm的N型和P型硅，本方法結果可靠。

2、熱電流測量范圍：0～±1μA 分六個量程：

±3nA、±10nA、±30nA、±100nA、±300nA、±1μA

最大偏轉靈敏度：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，指針向正方向偏轉被測樣品為P型，指針向負方向偏轉被測樣品為N型。

5、探針：選用ASTM F42標準中建議的不銹鋼作探針材料，針尖為60

錐體，熱筆溫度自動保持在40-60℃范圍內。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

冷熱金屬探針同時緊壓在樣品表面上，以電子導電的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)生了阻止擴散的電場，在熱端有較高的正電勢，溫差電流由正端（熱針）流向負端（冷針），指針向“-"偏擺，此時型號為N型。

2、熱電動勢很微弱，需經(jīng)高倍放大才能顯示，熱電動勢信號先經(jīng)低

通濾波，加到前置放大器上，經(jīng)量程轉換后再將信號傳輸?shù)街鞣糯笃鳎詈笸苿颖磲樒D，調零電路起補償調零作用。

3、熱探針溫度不能過高，溫度過高會引起本征激發(fā)，因此在熱筆內裝有加熱-控溫組件，嚴格控制熱探針溫度，使其只能在允許范圍（40-60℃）內變化。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，由于電子遷移率高于空穴遷移率，此時熱電動勢總是負的。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的4芯插座，冷筆插頭插入3芯插座。量程開關旋轉到±100nA或±300nA。

2、打開儀器背板上方的電源開關，此時電源指示燈及加熱指示燈同時亮起，10分鐘以內保溫（綠）燈亮，即熱筆已達到規(guī)定的溫度，可以開始測量。隨后，加熱-保溫燈會自動輪換點亮，使熱筆溫度保持在40-60℃，此時無論那個燈亮均可照常工作。

3、量程開關常置于±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。但開關儀器時，量程開關必須置于較大量程（±100nA以上）。

4、在使用各量程檔時，如指針在未接入信號的情況下偏離零點較明顯，則需旋轉調零電位器使指針復零。量程開關“調零"檔，僅

在使用檔:“非線性"、“±3nA"時作調零用。

5、在開機、關機的瞬間檢流計會有較大偏擺，這是由于放大器靈敏度高，經(jīng)受開關沖擊時，指針會有反映，屬于正常情況。在手持冷熱筆時，指針有時也會有較小偏擺，這是人體感應造成，很快會穩(wěn)定，不影響測量。

6、所測型號是熱探針接觸區(qū)域的材料型號，一般以較大壓力時的測量結果為準（以不壓壞晶體為前提）。

7、如量程在±100nA檔，儀器停用，只需關掉背后的電源開關即可；下次再用時，打開電源開關，保溫燈（綠）亮即可。

8、熱筆內裝有PTC陶瓷加熱器，切勿拋摔