Назначение
Установка для измерения параметров полупроводниковых материалов на эффекте Холла HMS-3000 (далее по тексту - установка) предназначена для измерений напряжения постоянного тока, воспроизведения силы постоянного тока и магнитной индукции постоянного поля при определении характеристик полупроводниковых структур.
Описание
Принцип действия установки основан на измерении напряжения постоянного тока в направлениях: параллельном и перпендикулярном пропускаемому току, между контактами пластины из полупроводникового материала по горизонтали, вертикали и диагонали, без воздействия и при воздействии на образец магнитного поля.
На основании полученных значений напряжения постоянного тока, измеренного при пропускании тока в разных направлениях, без воздействия и при воздействии магнитного поля на образец, вычисляется значение удельного сопротивления, проводимости, концентрации и подвижности основных носителей заряда, магнитного сопротивления, коэффициента Холла в соответствии с методикой измерений по ГОСТ 25948 «Арсенид галлия и фосфид галлия монокристаллические в микроэлектронной промышленности. Измерение удельного электрического сопротивления и коэффициента Холла». Результаты измерений и расчетов выводятся на монитор персонального компьютера.
Конструктивно установка состоит из основного блока, меры магнитной индукции, компьютера с установленным программным обеспечением.
Основной блок установки смонтирован в металлическом корпусе. На его лицевой панели расположены индикатор наличия питания, индикатор выполнения измерения и кнопка сброса. На задней панели расположены переключатель для выбора порта USB или RS232, разъем порта RS232, разъем порта USB, разъем для подсоединения измерительного модуля, кнопка включения и выключения питания, предохранитель, разъем для кабеля питания, клемма заземления.
Мера магнитной индукции представляет собой алюминиевый прямоугольный корпус. В центре данного корпуса закреплена алюминиевая емкость с пенопластовой вставкой для измерений в жидком азоте. В верхней части крышки смонтирован разъем для соединения с основным блоком установки и технологическое отверстие для заливки жидкого азота в алюминиевую емкость через воронку, в нижней расположен разъем для установки платы с измеряемым образцом.
Магнитное поле в мере создается с помощью двух П-образных магнитов, имеющих одинаковое значение магнитной индукции и противоположную полярность.
Установка позволяет определять параметры полупроводниковых материалов при задании разных значений постоянного тока, изменять количество измерений от 1 до 1000 раз и автоматически усреднять результат измерения, проводить измерения при комнатной температуре и температуре жидкого азота.
Нанесение знака поверки на составные части установки не предусмотрено. Знак поверки наносится в свидетельство о поверке в виде наклейки или поверительного клейма.
Заводской номер № H3012112020 нанесен на маркировочную наклейку методом шелкографии в виде буквенно-цифрового кода.
Внешний вид установки с указанием мест пломбировки, нанесения знака утверждения типа и заводского номера показан на рисунках 1, 2.
Место нанесения
знака утверждения типа
Место пломбировки
Программное обеспечение
Для работы с установкой используется метрологически значимое ПО «HMS-3000», устанавливаемое на персональный компьютер (ноутбук). ПО обеспечивает управление, передачу, обработку измеренных данных, а также отображение результатов измерений.
Уровень защиты ПО - «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование программного обеспечения | HMS-3000 |
| Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | 3.53 |
| Цифровой идентификатор встроенного программного обеспечения | . |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон воспроизведения силы постоянного тока, мкА | От 1 до 18000 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения силы постоянного тока, % | ±2 |
| Диапазон измерения напряжения постоянного тока, мВ | От 0,1 до 2000 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения напряжения постоянного тока, мВ | ±(0,02U* + 0,01) |
| Значение магнитной индукции в рабочей области меры, Тл | 0,567 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения магнитной индукции, Тл | ±0,03 |
| Однородность магнитной индукции в рабочей области меры (20 х 20 мм), %, не более | ±3 |
| *где U - измеренное значение напряжения постоянного тока, мкВ |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Размеры исследуемых образцов, мм: | |
| - длина | от 5 до 20 |
| - ширина | от 5 до 20 |
| Толщина исследуемых образцов, мм, не более | 5,5 |
| Параметры электрического питания: | |
| - напряжение переменного тока, В | 220 ±20 |
| - частота переменного тока, Г ц | 50 ±0,5 |
| Потребляемая мощность, В А, не более | 200 |
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Габаритные размеры основного блока, мм, не более: | |
| - длина | 360 |
| - ширина | 300 |
| - высота | 105 |
| Масса основного блока, кг, не более | 8 |
| Рабочие условия применения: | |
| - температура окружающего воздуха, °С | от +15 до +25 |
| - относительная влажность окружающего воздуха, % | от 30 до 80 |
| - атмосферное давление, кПа | от 84 до 106,7 |
Знак утверждения типа
наносится на корпус основного блока в виде наклейки и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность установки для измерения параметров полупроводниковых материалов на эффекте Холла HMS-3000
| Наименование | Обозначение | Количество |
| 1 Установка для измерения параметров полупроводниковых материалов на эффекте Холла HMS-3000 в составе: | | |
| 1. 1 Основной блок | HMS-3000 | 1 шт. |
| 1.2 Мера магнитной индукции | MP-51R | 1 шт. |
| 1.3 Контрольный образец с паспортом | ITO | 1 шт. |
| 1.4 Плата для установки образцов | SMB-20R | 1 шт. |
| 1. 5 Монтажная плата для образцов с пружинным зажимом | SPCB-01 | 1 шт. |
| 1.6 Кабель для подключения образцов | - | 1 шт. |
| 1.7 Контактный провод | - | 1 комп. |
| 1.8 Кабель USB | - | 1 шт. |
| 1.9 Кабель RS 232 | - | 1 шт. |
| 1.10 Сетевой кабель | - | 1 шт. |
| 1.11 Припой индия и олова ( InSn 5g ) | - | 1 шт. |
| 1.12 CD диск с программным обеспечением | HMS-3000 v.3.53 | 1 шт. |
| 1.13 Компьютер (ноутбук) | | 1 шт. |
| 1.14 Руководство по эксплуатации | HMS-3000 РЭ | 1 шт. |
| 1.15 Формуляр | HMS-3000 ФО | 1 шт. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 2 «Использование по назначению» документа HMS-3000 РЭ «Установка для измерения параметров полупроводниковых материалов на эффекте Холла HMS-3000. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
ГОСТ 8.030-2013 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции»;
Приказ Росстандарта от 1 октября 2018 г. № 2091 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического тока в диапазоне от 1 • 10-16 до 100 А»;
Приказ Росстандарта от 30 декабря 2019 г. № 3457 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
ГОСТ 25948-83 «Арсенид галлия и фосфид галлия монокристаллические в микроэлектронной промышленности. Измерение удельного электрического сопротивления и коэффициента Холла».
88357-23: Методика поверкиСкачать4.6 Мб