Назначение
Установка для измерения параметров полупроводниковых материалов на эффекте Холла Nanometrics HL5500PC (далее - установка) предназначена для измерений силы постоянного тока и постоянного напряжения, а так же для расчета удельного электрического сопротивления, концентрации и подвижности носителей заряда в полупроводниках по эффекту Холла в постоянном магнитном поле в соответствии с аттестованными методиками (методами) измерений (при использовании в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений).
Описание
Принцип действия установки основан на измерении напряжения постоянного тока в направлениях: параллельном и перпендикулярном пропускаемому току, между контактами образца, без воздействия и при воздействии на образец магнитного поля. Смена направления подачи постоянного тока и направления измерения напряжения производится автоматически. По результатам полученных значений напряжения постоянного тока, вычисляется значение удельного сопротивления, проводимости, концентрации и подвижности основных носителей заряда, магнитного сопротивления, коэффициента Холла в соответствии с методикой измерений по ГОСТ 25948 - 83 «Арсенид галлия и фосфид галлия монокристаллические в микроэлектронной промышленности. Измерение удельного электрического сопротивления и коэффициента Холла».
Установка применяется при исследовании электрофизических свойств широкого спектра материалов (проводников и полупроводников с поверхностным сопротивлением до 100 ГОм/см2): кремний, германий, многокомпонентные полупроводники (GaAs, InAs, InP, ZnO, SiC, InAlGaAs, InAlGaN, и т. п.).
Конструктивно установка состоит из приборного блока, измерительного блока и персонального компьютера (ПК).
Приборный блок выполнен в металлическом корпусе, на лицевой панели расположен индикатор питания, на задней панели расположены разъёмы для подключения к измерительному блоку, источнику питания и ПК, так же на задней панели имеется кнопка сброса. Взаимодействие с ПК осуществляется посредством универсальной интерфейсной шины GPIB (IEEE 488).
Измерительный блок выполнен в прямоугольном корпусе с откидной крышкой, внутри которого помещен магнит. На задней панели расположены разъёмы для подключения к приборному блоку и ПК. Установочное место для образцов рассчитано на два типа, а именно: ван дер Пау и образцы в виде бруска или моста. Размер образца следует выбирать с таким расчетом, чтобы его активная зона (без учета зон контакта) помещалась на равномерной зоне магнитного поля диаметром 24 мм.
Удельное электрическое сопротивление определяется расчётным методом.
К установке данного типа относиться установка с зав. № HL5500-1117-0178.
На торцевой части установки имеется табличка, предназначенная для идентификации. Заводской номер и основные данные об установке нанесены на табличку методом термотрансферной печати.
Знак поверки наносится на корпус измерительного блока.
Общий вид установки, схема пломбировки от несанкционированного доступа и обозначение места нанесения знака поверки представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Общий вид установки, схема пломбировки от несанкционированного доступа и
обозначение места нанесения знака поверки
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) установки на базе Windows обеспечивает сервисные функции: стандартный либо по усмотрению пользователя выбор измеряемых параметров, управление установкой, создание и хранение отчетов.
Идентификационные данные метрологически значимого программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | HL55WIN |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 2.35 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Уровень защиты метрологически значимой части программного обеспечения установки от непреднамеренных и преднамеренных изменений «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Влияние ПО на метрологические характеристики установки учтено при их нормировании.
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон воспроизведений силы постоянного тока, мкА | от 10 до 4000 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведений силы постоянного тока, % | ± 2 |
| Диапазон измерений постоянного напряжения, мВ | от 20 до 200 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений постоянного напряжения, % | ± 2 |
| Номинальное значение магнитной индукции в рабочей зоне, Тл | 0,500 |
| Допускаемое отклонение от номинального значения магнитной индукции в рабочей зоне, Тл | ± 0,015 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения магнитной индукции в рабочей зоне, % | ± 2 |
| Диапазон показаний удельного электрического сопротивления, Омсм | от 1-10-4 до 1-109 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Входное электрическое сопротивление, Ом, не менее | 2 • 107 |
| Продолжительность непрерывной работы, ч, не более | 8 |
| Параметры электрического питания: | |
| - напряжение переменного тока, В | 220 ± 4,4 |
| - частота переменного тока, Г ц | 50 ± 0,5 |
| Сопротивление изоляции, МОм, не менее | 100 |
| Габаритные размеры, мм, не более: Измерительный блок: | |
| - высота | 295 |
| - ширина | 535 |
| - длина | 700 |
| Приборный блок: | |
| - высота | 150 |
| - ширина | 280 |
| - длина | 400 |
| Масса, кг, не более: | |
| Измерительный блок | 47,8 |
| Приборный блок | 9 |
| Условия эксплуатации: | |
| - температура окружающего воздуха, °С | от + 15 до +25 |
| - относительная влажность воздуха, % | от 20 до 80 |
Знак утверждения типа
наносится на корпус установки методом термотрансферной печати.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Установка для измерения параметров полупроводниковых материалов на эффекте Холла | Nanometrics HL5500PC | 1 шт. |
| Руководство пользователя (eng/rus) | Выпуск 5.0 | 1 экз. |
| CD - диск (прикладное ПО) | HL55WIN | 1 шт. |
| Методика поверки | МП 15-26-2021 | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в Главе 6 Руководства пользователя
Нормативные документы, устанавливающие требования к установке для измерения параметров полупроводниковых материалов на эффекте Холла Nanometrics HL5500PC
ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия»
Приказ Росстандарта от 30.12.2019 № 3457 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»
Приказ Росстандарта от 01.10.2018 № 2091 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного тока в диапазоне от 110-16 до 100 А»
Приказ Росстандарта от 24.02.2012 № 105 «Об утверждении Государственного первичного эталона единиц магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции»
ГОСТ 24392-80 «Кремний и германий монокристаллические. Измерение удельного электрического сопротивления четырехзондовым методом»
ГОСТ 25948-83 «Арсенид галлия и фосфид галлия монокристаллические. Измерение удельного электрического сопротивления и коэффициента Холла»
Техническая документация изготовителя
82346-21: Методика поверки МП 15-26-2021Скачать6.0 Мб