国家标准：gb 4326-1984 非本征半导体单晶霍尔迁移率和霍尔系数测量方法

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1、中华人民共和国国家标准L了DC非本征半导体单晶霍尔迁移率和GB4326-84霍尔系数测量方法Extrinsicsemiconductorsinglecrystals一measurementofHallmobilityandHailcoefficient本标准适用于在非本征半导体单晶试样中确定载流户霍尔迁移率。为获得霍尔迁移率必须测嗽电阳率和霍尔系数，因此本标准也分别适用J二这些参数的测最。本方法仅在有限的范围内不f!}寸锗、硅和砷化稼进行了实验室测鱿，但该方法也司适用十具他平导沐的晶材科。所述的测缝技术至少适用于室温电阻率高达10'Qcm

2、的试样。术语1.1电阻率1.1.1电附率是材料「扮}行于电流的电位梯度与电流密度之比。电阴率应在零磁通卜测定。1.1.2电阳率是材料Fit直接测量的鼠。在只有一单一类型载流于的非木祖平呀体中，电阻率与材料从木参数的关系如下:户=(ne召)1式中:刀—电阴率，S2"cm;。—载流r浓度，cm“;。—电r电荷值，C，p—载流于迁移率，cmz/V"s。必须乎剐土{，对J介本征平界体和某}}p型半睁体如P-Ge(存在两种空穴)，式(1)显然是不适用的，而必须采月〕如卜关系式:户I(n,epi)-i，⋯式『Iin和u表书第1种载流r相关的址。1.2

3、霍尔系数1.2.1在各向同性的固休卜同时加I'r:相垂内的电场和磁场，则载流r在第-个!t:Mt1#i'd的方向卜偏转，在试样两侧建立做向’川为，称之为霍尔电场(见图1)。国家标准局1984-04-12发布1985-03-01实施GB4326一84z区、南X.(N:(u)二res(Pt')le(尸型)北仇rr,}EE,,(N划)升-或矛一一一一一一~~~闷，，]:一--J.网1几一厂(P小)一伙(N划)图1霍尔效应符号规定1.2.2霍尔系数是霍尔电场对电流密度和磁通密度之积的比。岛=肠/JX-几······················

4、····，·········一(3)式中:RN—霍尔系数，cm1/C;E,.—横向电场，V/cm;Jx—电流密度，A"cm一气Rz磁通密度，G、。.2.3对于主要是电子传导的N型非木征半导体，霍尔系数是负的;而对于书要是空穴传导的P型非本征半导体，霍尔系数是正的。1.2.4霍尔系数是材料巾可直接测量的量。在只有单一型号载流子的非本征半导体中，霍尔系数与材料基本参数的关系如下:心二r/n.9...............................。·········⋯⋯(们式，Ii:称—霍尔系数，cm3/C;:—霍尔因子;”—载流子浓

5、度，cm一3;4—载流子电母，Co1.2.5霍尔因子r是依赖于能带结构，散射机构，试样温度，磁通密度和试样晶向的比例因J`,它的值通常接近于1。在特定的情况下，为了精确地由所测之霍尔系数测定载流子浓度，要求详细的r值的资科，但在许多情沉下，这些资料是不知道的，只能估计r值。Lt进行比较测U时，测墩者应取一致的r他。在缺乏其他资料时，r通常可以取1。1.3霍尔迁移率1.3.1霍尔迁移率是霍尔系数的绝对值与电阻率之比。NH=IRxI/P..........................................:..(5)式中:NN尔

6、迁移率，cm'-b.s一7;IRH一—霍尔系数的绝对值，c-m1.3,C;P—电阻率，幼-CM,GB4326一841.3.2仅右一种载流子系统的情况下，霍尔迁移率才具有实际的物理意义。在这样的系统中，霍尔迁移率uH与电导迁移率之fal存在如下的关系:4H二ru········································⋯⋯(6)式，P:u—电导迁移率，cmz"V’·:’。只有当已知r值的情况下，根据霍尔系数和电阻率的测量值能够得到载流子迁移率的精确值。1.4单位为了将习惯上使用的不同单位制的量协调一致，必须以V·5-c

7、mZ表示磁通密度，即:1V"s"cmZ二108Gs2试样的制备和要求2.1取样试样自单晶锭切下，并按要求加工成所需的形状。应注意检查试样必须是完全的单厦口2.2研磨一般切好的试样，应用M28一M20的氧化铝或碳化硅磨料浆研磨。对切割平整度足够好的试样，亦可不经研磨。试样表面应具有一均匀无光泽的光洁度，然后用洗涤剂洗净或用有机溶剂经超声清洗再在纯水中冲净。23试样的形状试样形状可用机械加厂工艺如超声切割，研磨切割或锯等方法，加仁成所需的形状—、升行六面桥形或圆片形状。休;.3.1平行六面体试样的图形示于图2(a)。试样的总长要在1.。一1.

8、5cm之间，www.bzfxw.com长宽比应大于5,至少不要小于4。r-1}{,」I(a)无接触(b)八接触(0六接触图2典型的平行六面体试样2.3.2桥形试样的图形示于图3，图中所示的任何