Спосіб вимірювання питомого електроопору високоомних твердих розчинів напівпровідників

Спосіб вимірювання питомого електроопору високоомних твердих розчинів напівпровідників шляхом вимірювання тангенса кута діелектричних втрат вимірювального конденсатора, який утворений за допомогою плоских електродів діелектричних шарів та досліджуваного зразка, у залежності від частоти змінного електричного поля в низькочастотній області, який відрізняється тим, що вимірюють електроємність вимірювального конденсатора, а питомий електроопір s визначають за формулою: 2 3 омічного контакту між кожним із зондів та напівпровідником. Найбільш близьким за технічним змістом є спосіб вимірювання питомого електроопору високоомних твердих розчинів напівпровідників (Р. De Antonis, E.J. Morton, T. Menezes "Measuring the bulk resistivity of CdZnTe single crystal detectors using a contactless alternating electric field method", Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 380 (1996) p.157-159), оснований на вимірюванні в низькочастотній області залежності тангенса кута діелектричних втрат плоского конденсатора, між пластинами якого помістили напівпровідник, електрично ізолювавши його поверхні від електродів за допомогою тонких діелектричних шарів. При реалізації цього способу припускають, що питомий електроопір вказаних шарів суттєво перевищує такий же параметр досліджуваного зразка. Крім того відносна діелектрична проникність зразка заздалегідь відома і не залежить від частоти змінного електричного струму. Усі ці припущення, як правило, не виконуються у випадку високоомних твердих розчинів напівпровідників, наприклад Cd1-xZnxTe (В.К.Комарь, В.П.Мигаль, Д.П.Наливайко, О.Н.Чугай. Диэлектрические свойства кристаллов Cd1-xZnxTe, выращенных из расплава. Неорганические материалы. 2001. Т.37, №5. с.1-4.), для яких характерні високі значення питомого електроопору та частотна залежність відносної діелектричної проникності в низькочастотній області. В основу запропонованого винаходу покладено задачу розширення функціональних можливостей відомого способу завдяки підвищенню точності вимірювання питомого електроопору високоомних твердих розчинів напівпровідників шляхом урахування частотної залежності діелектричних параметрів зразка та значень діелектричних проникності та питомого електроопору діелектричних шарів. Поставлена задача вирішується тим, що в способі вимірювання питомого електроопору високоомних твердих розчинів напівпровідників шляхом вимірювання тангенса кута діелектричний втрат вимірювального конденсатора, який утворено за допомогою плоских електродів, діелектричних шарів та досліджуваного зразка, у залежності від частоти змінного електричного поля в низькочастотній області відповідно до винаходу вимірюють не лише тангенс кута діелектричних втрат, але й електроємність вказаного конденсатора, за допомогою відповідних формул враховують діелектричні параметри не лише зразка, а й діелектричних шарів. На відміну від відомого способу, обраного за прототип, в запропонованому способі вимірювання питомого електроопору високоомних твердих розчинів напівпровідників вимірюють не лише тангенс кута діелектричних втрат, але й електроємність конденсатора, утвореного за допомогою плоских електродів, діелектричних шарів та досліджуваного зразка, у залежності від частоти змінного електричного поля в низькочастотній області. Завдяки цьому враховується частотна залежність діелектричної проникності та враховуються параметри діелектричних шарів. 90037 4 На фігурах зображено: Фіг.1 - блок-схема пристрою, що реалізує спо сіб. Фіг.2 - частотна залежність діелектричної проникності та коефіцієнта діелектричних втрат зразка. Пристрій для вимірювання питомого електроопору твердих розчинів напівпровідників складається з моста змінного струму 1 та вимірювального конденсатора зі зразком. Цей конденсатор утворено електродами 2, діелектричних шарами 3 та зразком 4. Електроди 2 електрично з'єднані з мостом змінного струму 1. Між електродами 2 розміщено зразок 4, який електрично ізольовано від електродів 2 діелектричними шарами 3. Діелектричні шари запобігають впливу на результати вимірювання контактних явищ в області електродів. Спосіб здійснюється при кімнатній температурі та нормальному атмосферному тиску за допомогою установки, блок-схема якої зображена на Фіг.1. Для вимірювання питомого електроопору високоомних твердих розчинів напівпровідників виконують такі операції: а) зразок 4 розміщують між електродами 2, ізолювавши його попередньо від електродів за допомогою діелектричних шарів 3 б) вимірюють електроємність Се та тангенс кута діелектричних втрат tge системи електроди - зразок, в) питомий електроопір для змінного електричного поля s визначають, використовуючи відоме з літературних джерел значення діелектричної ' s проникності кристала (матеріала) гою формули d2 s ds за допомо 2 ' 2 0 s ' sds A A B K ' 2 0 s ' sds A 4 A B K A B K , s 2 Де A= 0 tg e, ' 2 g gdg B ' 0 g g 1 2 gdg , K 2 ' 0 g g 1 , ' g електроопір діелектричних шарів, g – питомий - діелектрич на проникність діелектричних шарів, які визначені заздалегідь, 0 - діелектрична стала, - колова частота електричного поля, г) одержаний параметр s використoвують для одержання уточненого значення 's за допомогою співвідношення ' s 2 s ds 2 4 s ds 4D B2 2D B де D s 0Ce 2 2 0 2 0 s , s , S - площа робочих граней зразка та діелектричних шарів. Далі повторюють ті ж розрахунки до тих пір, поки 's не буде відрізнятись від значення цього ж параметра в попередній ітерації в межах похибки вимірювань. 5 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 90037 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601