semiccnducteur. E13 {223 . Le type et la densité des
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1. Fe ES A a P64 25 a E SAUE Haos z DISPOSITIF DE CARACTERISATION DES SEMICONDUCTEURS PAR LA METHODE DE VAN DER PAUW Silicium P dopage 2 10 6ca s paisseur 42004 D termination de la r sistivit et de la constante de Hall du semiconducteur 13 2 Le iya et la densit des porteurs ainsi que leur mobilit de Hall peuvent en tre d riv s DISPOSITIF FRAGILE MANIPULER AVEC PRECAUTION LIMITATIONS m Courant 500 pA MAXIMUM f se m Temp rature 100 C MAXIMUM m Ne pas immerger dans l eau m eviter les chocs thermiques 1 AVANTAGE DE LA METHODE DE VAN DER _PAUW VAN OA Les tests de mat riaux semiconducteurs sont rendus faciles par l utilisation d chantillons en couche mince sur substrat gemi isolant qui peuvent Etre r alis s ar les techniques classiques de a micro lectronique Utilisation de substrat standard pitaxie m tallisations et prises de contacts f Moyennant quelques facteurs de correction c31 contacts non parfaitement ponctuels et p riph riques l m thode de van der Pauw permet d obtenir des r sultats d une bonne pr cision m me si les contacts ne sont pas ohmiques La pr cision d pend de ia forme d l chantillon la plus int ressante tant celle d un tr fle quatre feuilles 11 Si 1I DESCRITION DU DISP SITIF 1 Sch mas z Cable plat D support lexi glass pexis R B i Substrat A bornes2. Couche semiconduclr i caract riser Caract ristiques Semiconducteur SILICIUM pitaxi Type 4 Pe Bore Dopage Jt z2 10 ecm 7 Epaisseur m tallurgique W 4200 Forme 1 tr fle quatre feuiiles Angles vifs Contacts thermocompression de fils d or Substrat Silicium N semi isolant 50008 Em paisseur 350pm dopage 102 emT R sistance entre contacts Sok 150k REMARQUES Les contacts ne sont pas ohmi ques L extension de la zone de charge d espace jonction substrat N couche F dans la couche caract riser est n gligeable 50 A 1 3 Limitations Se reporter la premi re page 3 i III MODE D EMPLOI 1 OPERER A L ABRI DE LA LUMIERE Les mesures de d d p doivent se faire avec un d bit de courant le plus faible possible Dans le cas de couches de tr s haute r sistivit une m thode d opposition devient n cessaire Mesure de la r sistivit til Deux mesures sur des c t s adjascents de l chantillon sont n cessaires Le courant I va de C vers D On mesure la did p Vsa Vp Va On pose Rcon sa Vea len f 1 Le courant I va de A vers D On mesure la d d p Ves Vs Vo On pose Kap rc Voc lam La r sistivit du Semiconducteur est donn e par f t W Rcon Rap po a Flers In2 2 _ Rap sc o W est l paisseur effective de la couche Fest une fonction qui v rifie f x f i x et qui
3. Vis V 4 L r ATTENTION La tension de Hall peut tre petite devant les tension mesur es 10 7 3 Exploitations des mesures On obtient la densit des porteurs et la mobilit de Hall par les formules suivantes WaVe ARL ait Reo B I P EL n Et gt A pu toha Pn i i 5 On aussir de TE n a S B 1 arc be Ar n E s NYL lo j A ae Vu Ve 7 ha U zeer z VLA ae Le type des porteurs se d duit du signe de V4 ere At Clu pa phil BIBLIOGRAPHIE ij L J van der PAUW Philips Research Reports 13 1 1958 2J W VERSNEL Solid State Electronics 22 11 A 1979 351 R CHWANG B J SMITH C R CROWELL Solid State Electronics 17 12 A 1974 du
4. t donn e par Van der Pauw Le graphe de cett fonction extrait de L11 est donn dans la fiqur ci dessous 2 Mesure de la tension de Hall Le champ magn tique B doit etre UNIFORME et PERPENDICULAIRE au plan de l chantillon La mesure de la tension de Hall est rendue difficile par la pr sence de la tension de d calage due des contacts non parfaitement sym triques et de tensions caus es par des effets galvano et thermomagn tiques parasites En utilisant le fait que la tension de Hall d pend du produit I B alors que la tension de d calage ne d pend que de I et que les effets gaivano thermomag tiques parasites principaux ne d pendent que du sens de B on peut extraire Ta tension recherch e par les quatre mesures alg briques suivantes r Le courant I va de C vers A B entre dans 1 chantillon On mesure Ve Vp Vin e Le courant I va de vers D B entre dans l chantillon On mesure Va Vo Vx a Le courant I va de C vers A B sort de 1 chantillon On mesure Ve Vp V a a Le courant I va de A vers C B sort de l chantillon On mesure Va Vo V _ A Si l n note Va la tension de Hall Va la tension de d calage Vs la tension parasite galvano thermomagn ti que on a les relations suivantes f Vx Vh Va Vo Ve Vn Va p Vin Va Va Vp Ve Va Va Ve Finalement Va Var Var
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