STY——3导电型号测试仪
说 明 书
广州市昆德科技有限公司
2005年12月
一、概述
STY——3型导电型号测试仪是严格按照ASTM F42（非本征半导体村料导电类型的标准测试方法）中的热探针及整流导电类型测试方法设计的导电类型鉴别仪。 本仪器热探笔内装有加热和控温组件，自动加热并使温度维持在4060℃范围内，冷热探笔在半导体材料上产生的热电动势及整流法产生的电势差经低噪声、低漂移的集成运算放大器放大后，用液晶显示器件（LCD）及检流计指示型号方向。仪器灵敏度分高、低两档，可在广泛的电阴率（从高阻单晶到重掺单晶）范围内判别半导体材料型号。 二、技术性能
1、可判别锗、硅著料的电阻率范围：
锗：非本征锗～104Ω·cm
硅：10４～10-4Ω·cm
经国内外实验证明：在室温情况下，热电法对于电阻率低于1000Ω·cm的硅单晶整流法结果可靠。
2、锗、硅单晶直径及长度：不受限制
3、显示方式：由显示N和P的液晶器件直接指示，同时中心刻度为零位指示器也在指示型号，指针向左偏转被测样品为N型，指针向右偏转被测样品为P型。
4、探针：先用ASTM F42标准中建议的不锈钢作冷热探针材料，针尖为60℃锥体，热笔温度自动保持在4060℃范围内，冷笔与室温相同。整流法行选用硬质合金作探针。
5、电源及功耗：AC 220V±10%，50HZ交流供电，最大功耗（热笔加热状态）小于40W，平均功耗≈10W。
6、外型尺寸：370×320×110（mm）
7、重量：约 kg
三、工作原理
电路原理图如下：
热探针法原理：
1、冷热金属探针同时紧压在样品表面上，以电子导电的N型单晶为例：热探针附近温度较高，电子的浓度和速度都增加，它们由热端扩散到冷端，热端将缺少的电子，而冷端有过剩的电子，所以产生了阻止电子扩散的电场，在热端有较高的电势，温差电流由正端（热针）流向负端（冷针），指针向“”偏摆，此时型号为N型。
2、热电动势力很微弱，需经高倍放大才能显示，热动势信号先经低通滤波，加到前置放在器上，经灵敏度开关转换后再将信号传输到主放大器，最后推动表针偏转及LCD显示N或P，调起来零作用。
3、热探针温度不能过高，温度过高会引起本征激发，因此在热笔内装有加热控温阻件，严格控制热探针温度，使其只能在允许范围（4060℃）内变化。在电阻率接近本征的锗、硅试样中，如热针温度使材料的本征激发载流子占主导，由于电子迁移率高于空穴移率，此时热电动势总是负的。因此，高阻P型材料有被误判N型的可能。
整流法原理：
金属探针与半导体材料接触，会形成一种非对称电导，一个方向的电导比另一个方向的电
导大很多倍，而且导电良好的方向与半导体材料导电类型有关，低阻方向都相应于多数载流子由半导体流向金属。如N型半导体：从金属探针流向半导休来通向；P型半导体：从半导体流向金属为通向。因此当一个交变电流通过金属探针与半导体材料触点时，N型半导和P型半导体整流后形成的电压方向正好相反。整流法就是得用这个极性相反的电压来判断灶导体材料的导电类型。整流现象发生在金属与半导体的表面层，因此半导体的表面状态对测量的干扰较大。
四、使用方法
1、连线
1、接好电源线，并将热笔电缆插头插入仪器下角的4芯插座，冷笔插头插入3芯插座，三探针头接入最右边的三探针插座（见面板图）。
2、按键选择：
a、首先确定用整流法或热电法
用整流法时，整流/热电 选择开关处于高位，同时整流法指示灯亮；用热电法时，按下同一开关，热电法灯亮。
b、用整流法请按下整流电源开关，用热电法时按下热笔电源，相应的指示灯都会亮。
c、用整流法时样品信号很强，灵敏度开关处于低的位置即可（相应指示灯亮）无须使用亮灵敏度档，但用高灵敏度档同样可以测量。
d、用热电法时，电阻率从104测试探针—102Ω·cm均可用低灵敏度档，测103Ω·cm单晶时一定要用高灵敏度档,灵敏度的选择最终取决于实际使用效果,由操作人员决定.
3、操作技巧：
测量小于1000Ω·cm的中、低阻单晶不会有什么困难，但测量高阻单晶型号时，要注意以下事项：
a、用热电法测高阻硅单晶时，除必须选择高灵敏度外，双手握笔，垂直用力压触硅单晶，如感觉N、P字显示太慢（或不清）时，可观察检流计指针偏转方向，指针反应会更清楚更快，以较大压力时的测量结果为准。
b、用整流法测量高阻硅单晶时，由于高阻单晶表面易形成反型层，因此请注意测量面的清洁处理，同时三根探针要垂直压触被测晶面，使接触稳定，切勿斜压或撞击晶面。同一点型号以多次获得的相同结果为准，个别不能重复的显示不可取。
c、本仪器的零点比较稳定，指针偏离0线不超过2小格时，不影响测量结果。无经常调整。测高阻单晶时，液晶显示器的字样会亮一段时间，但测到反型单晶时会瞬间转变。
4、瞬间现象
在开机、关机的瞬间以及热笔自动接通或断开加热电流时，N、P显示器会瞬间闪亮，表针也会瞬间偏摆，这是由于放大器灵敏高引起的；手握冷热笔瞬间，LCD也会偶有闪亮，这是人体感应造成的，很快会稳定，不影响测量。
5、特别注意
热笔内装有PTC陶瓷加热器，切勿抛摔。三探针头的探针经久耐磨，但不能受撞击，撞到任何物体都极易断裂。
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2005年12月
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