HCS 1/10/100
Caractérisation des semi-conducteurs et des composants
Description
En plein dans le mille
Les systèmes Linseis HCS sont principalement utilisés pour caractériser les matériaux semi-conducteurs. Ils peuvent déterminer la constante de Hall et la résistance spécifique, ainsi que la concentration de porteurs de charge et les mobilités de Hall des échantillons qui en découlent. L’unité de base de bureau existe en différentes configurations, qui peuvent notamment être équipées de différents supports d’échantillons pour différentes géométries d’échantillons et exigences de température.
Une extension basse température en option pour l’utilisation d’azote liquide ainsi qu’une version haute température jusqu’à 800°C garantissent que tous les domaines d’application imaginables peuvent être couverts. Les aimants permanents et les électro-aimants intégrés fournissent des champs magnétiques fixes ou variables allant jusqu’à près d’un tesla. Le logiciel correspondant, complet et basé sur Windows©, permet d’enregistrer facilement des courbes I-V et I-R ainsi que de mesurer et d’évaluer la mobilité Hall, la conductivité électrique et la concentration de porteurs de charge.
Les systèmes Linseis HCS peuvent mesurer les matériaux les plus divers, entre autres Si, SiGe, SiC, GaAs, InGaAs, InP, GaN (type N & ; type P), mais aussi les couches métalliques, les oxydes métalliques et bien d’autres. Nous nous ferons un plaisir de vous démontrer les performances de l’appareil en effectuant des mesures d’essai dans notre laboratoire d’application.
Fonctions de mesure:
- Densité des porteurs de charge (couche [1/cm²]/matériau plein [1/cm³])
- Constante de Hall [cm³/C]
- Mobilité de la réverbération [cm²/Vs]
- Résistance de couche [Ω]
- Résistance spécifique [Ωcm]
- Conductivité électrique[S/cm]
- Alpha (rapport entre la résistance horizontale et la résistance verticale)
- Megneto-résistance
- Coefficient de Seebeck (µV/K)
Caractéristiques de l’appareil :
- Chambre de mesure étanche aux gaz, permettant des mesures dans des atmosphères définies ou des conditions de vide
- Aimants de 120 mm de diamètre pour une homogénéité de champ maximale et une précision maximale (les pobs jusqu’à 50mm x 50mm sont possibles)
- Conception modulaire et évolutive du système
- Version haute température jusqu’à 600°C/873K
- option d’éclairage par LED (plusieurs longueurs d’onde possibles)
- Amplificateur lock-in en option pour des mesures avec un minimum de bruit
- Connexion pour l’utilisation d’un système électronique de mesure externe
- Logiciel intégré pour une utilisation conviviale
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Les variantes d’aimants du HCS
Option d’aimants permanents (HCS 1)
Le HCS 1 est équipé de deux circuits magnétiques (néodyme) montés sur un chariot mobile qui peut être automatisé en option. Le système peut être équipé d’une extension basse température et d’une extension haute température.
Option électromagnétique (HCS 10)
Un kit d’électroaimant est disponible en option avec l’aimant permanent. L’électroaimant refroidi par eau fonctionne en combinaison avec une alimentation électrique programmable et un inverseur. L’alimentation peut appliquer des courants allant jusqu’à 75 A, ce qui se traduit par une intensité de champ magnétique variable jusqu’à +/-1 T.
Option demi-ton (HCS 100)
Le HCS 100 utilise un aimant en configuration Halbach (aimant permanent en configuration Donut) pour appliquer un champ magnétique DC ou AC à l’échantillon. En combinaison avec un courant alternatif fourni par un amplificateur de verrouillage, cette configuration est un outil puissant pour l’examen d’échantillons exigeants, car les décalages et le bruit peuvent être supprimés dans la plupart des cas.
Caractéristiques
| Modèle | HCS 1 |
|---|---|
| Plage de température : | De LN2 à 600°C dans différentes configurations |
| Aimant : | Aimants permanents jusqu’à 0,70 T de champ continu Diamètre du pôle 120 mm Configuration à deux aimants pour la mesure bipolaire. |
| Courant d’entrée : | DC 1nA jusqu’à 125mA (8 décades / Conformité +/- 12V) AC 16 μA jusqu’à 20 mA et impédance d’entrée : >100 GigaOhm de 1 mHz à 100 kHz |
| Mesure de la tension : | DC faible bruit / faible dérive 1μV jusqu’à 2500mV, 4 décennies d’amplification, Résolution numérique : 300pV AC 20 nV jusqu’à 1V, Temps d’intégration et amplitude variables |
| Capteurs/ Géométrie de l’échantillon : | – de 5 x 5 mm à 12,5 x 12,5 mm, hauteur maximale de l’échantillon 3 mm – de 17,5 x 17,5 mm à 25 x25 mm, hauteur maximale de l’échantillon 5 mm – de 42,5 x 42,5 mm à 50 x 50 mm, hauteur maximale de l’échantillon : 5 mm. – Panneau haute température, 10x10mm, hauteur maximale de l’échantillon 2mm |
| Gamme de résistivité : | 10-4 jusqu’à 107(Ωcm) |
| Concentration du porteur : | 107 jusqu’à 1021cm−3 |
| Gamme de mobilité : | 0.1 jusqu’à 107(cm2/Volt sec) |
| Atmosphères : | Vaccum, inerte, oxydant, réducteur |
| Précision de la température : | 0.05°C |
| Modèle | HCS 10 |
|---|---|
| Gamme de température : | De LN2 à 600°C dans différentes configurations |
| Aimant : | Electromagnétique jusqu’à +/-1 T champ DC variable, diamètre des pôles 76 mm, alimentation 75A / 40V. Current reversal swith for bipolar measurement. Option alternative AC pour un champ magnétique alternatif avec ~1 T de champ utilisable, à une fréquence allant jusqu’à 0,1 Hz. |
| Courant d’entrée : | DC 1nA jusqu’à 125mA (8 décades / Conformité +/- 12V) AC 16 μA jusqu’à 20 mA et impédance d’entrée : >100 GigaOhm de 1 mHz à 100 kHz |
| Mesure de la tension : | DC faible bruit / faible dérive 1μV jusqu’à 2500mV, 4 décennies d’amplification, Résolution numérique : 300pV AC 20 nV jusqu’à 1V, Temps d’intégration et amplitude variables |
| Capteurs/ Géométrie de l’échantillon : | – de 5 x 5 mm à 12,5 x 12,5 mm, hauteur maximale de l’échantillon 3 mm – de 17,5 x 17,5 mm à 25 x25 mm, hauteur maximale de l’échantillon 5 mm – de 42,5 x 42,5 mm à 50 x 50 mm, hauteur maximale de l’échantillon : 5 mm. – Panneau haute température, 10x10mm, hauteur maximale de l’échantillon 2mm |
| Gamme de résistivité : | 10-4 jusqu’à 107(Ωcm) |
| Concentration du porteur : | 107 jusqu’à 1021cm−3 |
| Gamme de mobilité : | 10-2 jusqu’à 107(cm2/Volt sec) |
| Atmosphères : | Vaccum, inerte, oxydant, réducteur |
| Précision de la température : | 0.05°C |
| Modèle | HCS 100 |
|---|---|
| Plage de température : | RT jusqu’à 500°CC |
| Aimant: | Aimant jusqu’à 0,5 T (champ alternatif ou continu) Configuration Halbach multisegment, Diamètre intérieur : 40mm, Hauteur : 98mm |
| Courant d’entrée : | DC 1nA jusqu’à 125mA (8 décades / Conformité +/- 12V) AC 16 μA jusqu’à 20 mA et impédance d’entrée : >100 GigaOhm de 1 mHz à 100 kHz |
| Mesure de la tension : | DC faible bruit / faible dérive 1μV jusqu’à 2500mV, 4 décennies d’amplification, Résolution numérique : 300pV AC 20 nV jusqu’à 1V, Temps d’intégration et amplitude variables |
| Capteurs/ Géométrie de l’échantillon : | jusqu’à 10 x 10mm, Hauteur maximale de l’échantillon 2.5 mm |
| Gamme de résistivité : | 10-5 jusqu’à 107(Ωcm) |
| Concentration du porteur : | 107 jusqu’à 1022cm−3 |
| Gamme de mobilité : | 10-2 jusqu’à 107(cm2/Volt sec) |
| Atmosphères : | Vaccum, inerte, oxydant, réducteur |
| Précision de la température : | 0.05°C |
HCS 100: Aimant Halbach (configuration Donut)
HCS 1 : capteurs interchangeables avec une EPROM dessus, pour une utilisation plug-and-play facile.
Accessoires disponibles
Élargissez vos possibilités
- Différents porte-échantillons sont disponibles pour des mesures de LN2 jusqu’à 800°C.
- La poignée du porte-échantillon ferme la chambre de mesure de manière étanche au vide.
- La chambre de mesure est dotée d’une entrée et d’une sortie de gaz, ce qui permet d’effectuer des mesures dans une atmosphère contrôlée et changeante.
Logiciel
Tous les appareils LINSEIS sont pilotés par PC, les différents modules logiciels fonctionnant exclusivement sous les systèmes d’exploitation Microsoft® Windows®. Le logiciel intégré permet une manipulation, une régulation de la température, une saisie et une analyse des données faciles.
Généralités:
- routine NIST pour trouver les paramètres de mesure optimaux et obtenir des résultats très précis
- Test de connexion avancé
- Intégration possible d’électronique externe
- Stockage optionnel de la base de données
- Intégration optionnelle d’un amplificateur lock-in
- Reconnaissance automatique des capteurs (EEPROM)
- Évaluation automatique
- Régulation entièrement automatique du refroidissement
- HCS 10 Accès en ligne aux données d’adaptation
Applications
Film mince d’antimoine (150 nm Sb)
L’antimoine (Sb) est un semi-métal largement utilisé dans le domaine de la thermoélectricité (sous forme d’alliages, par exemple Bi1-xSbx) et comme nouvelle application dans le domaine de la microélectronique. Toutefois, les plus grandes applications de l’antimoine métallique sont les plaques de plomb et d’antimoine dans les batteries plomb-acide. La figure montre une caractérisation complète d’une couche mince fabriquée par dépôt par pulvérisation sur un substrat SiO2/Si avec la Linseis HCS 1 (option RT à 200°C).
