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【當代材料電學測試】系列之四：寬禁帶材料測試

2021-03-29 15:02:59 未知

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前言：材料性質的研究是當代材料科學的重要一環，所謂材料的性質是指對材料功能特性和效用的定量度量和描述，即材料對電、磁、光、熱、機械載荷的反應。源表SMU 在當代材料科學研究中，起到舉足輕重的作用，選擇適合某類材料電性能測試的SMU，如何降低測試誤差，測試中應當注意什么，這些問題都需要重點關注。泰克吉時利的品牌在全球許多學科工程師和科學家中享有盛譽，其高精度源表（SMU）、萬用表、精密電源、微小信號測試以及數據采集產品，同泰克公司原有的產品線一同為當代材料科學研究提供多種測試方案。

【當代材料電學測試課堂】系列涉及當代材料科學尖端的電運輸及量子材料/超導材料測試、一維/碳納米管材料測試、二維材料及石墨烯測試及納米材料的應用測試。今天跟您分享第四篇，【當代材料電學測試課堂】系列之四：寬禁帶材料測試。
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寬禁帶材料是指禁帶寬度大于2.3eV的半導體材料，以Ⅲ-Ⅴ族材料，SiC等最為常見。隨著電子電力的發展，功率器件的使用越來越多，SiC、GaN等被廣泛應用于射頻與超高壓等領域。此外，為適應特高壓輸電、電動汽車充電樁等超高壓應用，可以承受更高電壓的超寬禁帶半導體，如碳化硅、氧化鎵等的研究也在逐漸深入，寬禁帶材料一直是研究方向的熱點。在半導體材料的研究中，電阻率、載流子密度和遷移率是測試的關鍵參數。

寬禁帶材料測試挑戰

寬禁帶材料的帶隙較大，擊穿電場較高。超禁帶材料擊穿電場更高。因此需要上千伏高壓源表進行測試。

功率器件帶隙較寬，穩定性好，受溫度影響較小，所以也是高流器件的制備材料。電流特性的測試，需要用到幾十安培的高流源表。
四線法及霍爾效應測試均是加流測壓的過程，需要設備能輸出電流并且測試電壓，這意味著同時需要電流源和電壓表。
電阻率及電子遷移率通常范圍較大，需要電流電壓范圍都很大的設備。
電流源和電壓表精度要高，保證測試的準確性。

電阻率測試方法:
四探針測試法

測試載臺：四探針測試臺

載流子濃度及遷移率測試方法:
霍爾效應測試法

測試載臺：磁場設備及探針臺

中功率測試設備：

測試設備：4200A-SCS

高功率測試方案：

測試設備：2600-PCT

泰克優勢：

高壓3kV，高流100A高精度源表；
SMU模塊集電壓源/電壓表/電流源/電流表于一體，集成度高，方便使用；
SMU均配有開爾文接口，在測試小電阻時可有效消除線纜電阻的影響；
4200A設備電流輸出精度40fA；電流測試精度10fA；電壓測試精度80µV；
帶有pulse工作模式，使用pulse測試可以消除自加熱效應；
開放設備底層指令，附帶編譯軟件，支持自編程;
提供高壓高流測試夾具，保證測試安全。

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關鍵詞：材料電學測試泰克