151129. lajstromszámú szabadalom • Mérési eljárás és mérőműszer félvezető, valamint egyéb kristályok és rétegek ellenállásának meghatározására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1962. IX. 07. Közzététel napja: 1963. VII. 24. Megjelent: 1964. XII. 15. (TA—740) 151129 Szabadalmi osztály: 21 e 37 Nemzetközi osztály: G 01 r Decimái osztályozás: Feltalálók: Dr. Gergely György tudományos osztályvezető, Budapest, Hantay Ödön tudományos munkatárs, Budapest Tulajdonos: Távközlési Kutató Intézet, Budapest Mérési eljárás és mérőműszer félvezető, valamint egyéb kristályok és rétegek ellenállásának meghatározására Félvezető szilicium, germánium, valamint intermetallikus kristályokat általában kétféle eljárással szoktak előállítani: lebegőzónás módszerrel, továbbá tégelyből való húzással. Mindkét eljárásnál a kristálymagot és a kristályt 5 a készítés alkalmával forgatják, az így nyert kristályok szennyezési eloszlás és ellenállás szempontjából forgási szimmetriát mutatnak, ugyanakkor azonban ezen két paraméter értéke változik a kristály hossztengelye (axiális 10 eloszlás), valamint keresztmetszete (radiális eloszlás) mentén. Az alkalmazások szempontjából nagyfontosságú a fajlagos ellenállás és a szennyezések eloszlásának pontos ismerete, illetve mérése. 15 Félvezető kristályok ellenállásának mérésére általában a közismert négy- és kéttűs módszereket használják. Mindkét módszer lényege: meghatározott elrendezés mellett áramot hajtanak át a kristály meghatározott tartományán 20 és két tűelektróda segítségével mérik a potenciálkülönbséget, valamint annak változását a kristály vizsgált tartományában. A mérések kiértékelésére formulák állnak rendelkezésre. Az ismert kéttűs módszernél nagyobb mé- 25 retű, általában rúd alakú kristály két végén annak teljes keresztmetszetére kiterjedő ohmos kontaktust visznek fel, melyek segítségével áramot hajtanak át a kristályon. Ugyanakkor két tűelektróda segítségével mérik a potenciál- 30 különbséget a kristály különböző pontjaiban, annak hossztengelye mentén. Ez az elrendezés alkalmas a fajlagos ellenállás hossztengely menti eloszlásának meghatározására. A négytűs mérési elrendezés esetében a négy tűkontaktus egy egyenes vonal vagy egy négyzet alakjában van elhelyezve, egymástól kis távolságban (kisebb, mint 1—2 mm). A vonal elrendezésnél a két szélső tű szolgál az áram bevezetésére, a két közbülső pedig a potenciálkülönbség mérésére. A négytűs mérési elrendezés elvileg csak tökéletesen homogén kristály esetében alkalmazható. Gyakorlatilag korlátozott pontosságú méréseknél (jobb, mint 20% pontosság) is kívánatos, hogy a kristály legalább kétszeres tűtávolság méretű tartományon belül homogén legyen. A négyzetes elrendezésű négy tű esetén még rosszabb a helyzet. Ha azonban a vizsgálandó félvezető kristály szennyezési eloszlása, ill. fajlagos ellenállása a keresztmetszet mentén változik, akkor az ellenállás eloszlásának meghatározásánál a négytűs mérési módszernél pontosabb eljárásra van szükség. A találmány tárgya eljárás és mérőműszer körkeresztmetszetű félvezető kristálylapok és vékony rétegek keresztmetszet menti (radiális és poláris) fajlagos ellenállás eloszlásának meghatározására. A mérés vázlatos elrendezését az 1. ábra 151129