Назначение
Установка для измерения параметров полупроводниковых материалов на эффекте Холла HMS-3000 (далее по тексту - установка) предназначена для измерения удельного электрического сопротивления, коэффициента Холла, определения типа проводимости, концентрации и подвижности основных носителей заряда полупроводниковых материалов и полупроводниковых структур на подложках из арсенида галлия в соответствии с методикой измерений по ГОСТ 25948 «Арсенид галлия и фосфид галлия монокристаллические. Измерение удельного электрического сопротивления и коэффициента Холла».
Область применения - микроэлектронная промышленность.
Описание
Принцип действия установки основан на измерении напряжения постоянного тока в направлениях: параллельном и перпендикулярном пропускаемому току, между контактами образца размерами не более 20x20 мм по горизонтали, вертикали и диагонали, без воздействия и при воздействии на образец магнитного поля. Смена направления подачи постоянного тока и направления измерения напряжения производится автоматически с помощью механического реле. На основании полученных значений напряжения постоянного тока, измеренного при пропускании тока в разных направлениях, без воздействия и при воздействии магнитного поля на образец, вычисляется значение удельного сопротивления, проводимости, концентрации и подвижности основных носителей заряда, магнитного сопротивления, коэффициента Холла. Результаты измерений и расчетов выводятся в на монитор персонального компьютера.
Значения удельного электрического сопротивления в диапазоне 10-4 - 10'1 Ом см, тип проводимости, значение концентрации носителей заряда в диапазоне 1015 - 1021 см'3 и значение подвижности основных носителей заряда в диапазоне 1 - 107 см2/(В‘с) определяется косвенным методом.
Установка состоит из основного блока и измерительного модуля.
Основной блок установки смонтирован в металлическом корпусе. На его лицевой панели расположены индикатор наличия питания, индикатор выполнения измерения, и кнопка сброса. На задней панели расположены переключатель для выбора порта USB или RS232, разъем порта RS232, разъем порта USB, разъем для подсоединения измерительного модуля, кнопка включения и выключения питания, предохранитель, разъем для кабеля питания, клемма заземления.
Измерительный модуль представляет собой алюминиевый прямоугольный корпус. В центре данного корпуса закреплена алюминиевая емкость с пенопластовой вставкой для измерений в жидком азоте. В верхней части крышки смонтирован разъем для соединения с основным блоком установки и технологическое отверстие для заливки жидкого азота в алюминиевую емкость через воронку, в нижней расположен разъем для установки платы с измеряемым образцом. Отверстия на передней и задней стенках корпуса модуля используются для загрузки и смены полярности П-образного магнита, при этом боковые стенки и алюминиевая емкость служат направляющими при загрузке и смене полярности П-образного магнита.
Установка позволяет определять параметры полупроводниковых материалов при задании разных значений постоянного тока, изменять количество измерений от 1 до 1000 раз и автоматически усреднять результат измерения, проводить измерения при комнатной температуре и температуре жидкого азота.
Охлаждение установки - воздушное, с естественной вентиляцией.
Технические характеристики
Диапазон воспроизведения силы постоянного тока, мкА
1 -19990
| Пределы относительной погрешности воспроизведения силы постоянного тока, % | ±1 |
| Диапазон измерения напряжения постоянного тока, мкВ Пределы относительной погрешности измерения напряжения постоянного тока, % Значение магнитной индукции в области измерения (8x8 мм), Тл, не более | 0,1-2000,0 ±1 0,57 |
| Неоднородность магнитной индукции в области измерения (8x8 мм), % Входное электрическое сопротивление (импеданс), Ом, не менее Продолжительность непрерывной работы, ч, не более Питание напряжением переменного тока, В Частота питающего напряжения, Гц Сопротивление изоляции, МОм, не менее Габаритные размеры основного блока, мм, не более | ±0,3 2-Ю7 8 220 ± 4,4 50 ± 0,5 100 360x300x105 |
| Габаритные размеры измерительного модуля, мм, не более | 200x120x115 |
| Масса установки без упаковки, кг, не более Рабочие условия эксплуатации: | 7,7 |
| - температура окружающего воздуха, °C - относительная влажность, % - атмосферное давление воздуха, мм рт.ст. | 18-28 45-80 720 - 780 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на панель основного блока наклейкой и на титульный лист руководства пользователя типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки входят:
1. Установка в составе:
| - основной блок | 1 шт.; |
| - измерительный модуль | 1 шт.; |
| - постоянный магнит | 1 шт. |
| 2. Контрольный образец с паспортом | 1 шт. |
| 3. Воронка для заливки жидкого азота | 1 шт. |
| 4. Программное обеспечение HMS-3000 v.3.5 | 1 шт. |
5. Межблочный кабель 1 шт.
6. Питающий кабель 1 шт.
7. Кабель USB 1 шт.
8. Кабель RS232 1 шт.
9. Плата для установки образцов 10 шт.
10. Плата с прижимными контактами для установки образцов 2 шт.
11. Руководство по эксплуатации 1 шт.
12. Методика поверки 1 шт.
Поверка
Поверка установки HMS-3000 осуществляется в соответствии с документом «Установка для измерения параметров полупроводниковых материалов на эффекте Холла HMS-3000. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ Тест-С.-Петербург в сентябре 2010 года.
В перечень основного поверочного оборудования входят:
- мультиметр Agilent 3458А, диапазон измерений силы постоянного тока 1 нА - 20 А, ПГ ±(0,003 - 0,012) %, диапазон измерений постоянного напряжения 1 мкВ -1000 В, ПГ ±(0,0008 -0,003) %;
- установка для поверки измерителей магнитной индукции УПТ-1, диапазон измерений 25 - 1500 мТл, ПГ ±0,02 %;
- прибор для поверки вольтметров В1-13, диапазон измерений силы постоянного тока 1 нА - 100 мА, ПГ ±(0,005 - 0,01) %;
- резистор С2-14, 390 Ом, ПГ ±0,5 % (4 шт.).
Межповерочный интервал - 1 год.
Нормативные документы
ГОСТ 25948-83 «Арсенид галлия и фосфид галлия монокристаллические. Измерение удельного сопротивления и коэффициента Холла».
ГОСТ 14014-91 «Приборы и преобразователи измерительные цифровые напряжения, тока, сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний».
ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
Техническая документация фирмы «Ecopia», Корея.
Заключение
Тип установки для измерения параметров полупроводниковых материалов на эффекте Холла HMS-3000 утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, и метрологически обеспечен в эксплуатации.
Программное обеспечение HMS-3000 v.3.5 имеет сертификат соответствия № 06.0001.0478, выданный органом по сертификации ПО ФГУП ВНИИМС.
