Van der Pauw法による半導体の移動度測定装置

Abstract

A mobility of semiconductors is obtained by measuring a Hall coefficient. A semiautomatic measurement system was developed for determining a Hall mobility from the product of a measured electric conductivity and a Hall coefficient by Van der Pauw method. This system is designed for measuring an electric conductivity and a Hall coefficient by Van der Pauw method and a Hall mobility was obtained as a product of the two. The system consists of change-over switch, personal computer, preamplifier, digital multimeter, voltage/current converter and DC power supply. In this paper, for the semiautomatic measurement system, the theories (the resistivity, the Hall coefficient, the Hall mobility), the system of measurement, the measurement procedure and the measuring example of the p-type/n-type Ge substrate were described. As long as the sample is a film with a flat, homogeneous and uniform thickness, the measurement system works for any sample geometry. In comparison with other fabricated equipment, there was about one percent difference in the mobility measured with the semiautomatic measurement system. The measuring time was about ten minutes in case of the five point measurement.

半導体の移動度はホール係数を測定することにより求めることができる。ファンデルポウ法に基づいて電気伝導度とホール係数を測定し、それらの積からホール移動度を求める半自動計測システムを作製した。このシステムは電極切替スイッチ、パーソナルコンピュータ、前置増幅器、デジタルマルチメータ、電圧/電流コンバータおよび直流電源よりなる。本文では、この半自動計測システムの理論(抵抗率、ホール係数、ホール移動度)、測定系、測定手順およびp型/n型Ge基板の測定例について述べた。この測定法では、平坦で均質かつ均一な厚みを持つ膜からなる試料であれば、特に試料形状を気にしないで測定できる。既製の装置と測定値を比較すると、移動度で1%程度の違いがあった。また、測定時間は5ポイント測定の場合で10分程度であった。