Кваліфікаційна робота Автоматизація вимірювання електричних параметрів напівпровідників на основі мікроконтролера АТМеga 16
Код роботи: 4195
Вид роботи: Кваліфікаційна робота
Предмет: Електричні вимірювання
Тема: Автоматизація вимірювання електричних параметрів напівпровідників на основі мікроконтролера АТМеga 16
Кількість сторінок: 50
Дата виконання: 2016
Мова написання: українська
Ціна: 400 грн
Вступ
1. Методи вимірювання електричних параметрів напівпровідників
1.1. Холлівські вимірювання
1.2. Вимірювання ерс холла
1.2.1. Випадок постійного струму через зразок і постійного магнітного поля
1.2.2. Випадок змінного струму через зразок і постійного магнітного поля
1.2.3. Випадок постійного струму через зразок і змінного магнітного поля
1.2.4. Випадок змінного струму через зразок і змінного магнітного поля
1.3. Вимірювання струму холла
1.3.1. Розщеплювання контактів
1.3.2. Схеми для визначення струму холла
1.3.3. Області використання вимірювань струму холла
1.3.4. Омічність контактів
1.4. Визначення рухливості за величиною магнітоопору
1.5. Вимірювання на пластинах довільної форми
1.6. Визначення енергії локальних рівнів і ширина забороненої зони за наслідками холлівських вимірювань
2. Автоматизація вимірювання електричних параметрів напівпровідникових плівок на основі мікроконтролера атмеga
2.1. Методика вимірювання
2.2. Схемотехніка установки
2.3. Програмна реалізація процесу вимірювання
3. Охорона праці при експериментальних дослідженнях
Висновки
Література
Швидкий розвиток мікропроцесорної та комп’ютерної техніки відкриває нові можливості автоматизації технологічних процесів, а нові мікроконтролери з великим об’ємом пам’яті, розвиненою периферією і порівняно невеликою ціною в поєднанні з простотою освоєння робить оптимальним їх використання в автоматизованих вимірювальних комплексах.
На даний час розроблено достатньо методів вимірювання електричних параметрів напівпровідників (питома електропровідність σ, стала Холла RH, концентрація носіїв n, рухливість µ, магнітоопір), зокрема методи постійного струму і постійних магнітних полів, одно та багато частотні методи, метод Ван-дер-Павта, струму Холла, ємкісні та індукційні безконтактні методи [1-3]. Але всі холлівські методи дослідження електричних параметрів напівпровідників є досить трудомісткі і потребують автоматизації як самого процесу вимірювання так і програмної обробки отриманих результатів.
У даній роботі представлена електрична схема та розроблена комп’ютерна програма, що забезпечує автоматизацію вимірювань електричних параметрів напівпровідникових плівок, реєстрацією і первинну обробку отриманих даних.
1. Розроблена електрична схема, та сконструйована діюча установка автоматизованого вимірювання електричних параметрів (тип провідності, питомий електричний опір ρ, стала Холла концентрація RH, носіїв зарядуn, рухливість µ, магнітоопір, коефіцієнт термо-е.р.с.α) напівпровідникових плівок та масивних зразків.
2. Створена комп’ютерна програма що забезпечує автоматизацію вимірювань електричних параметрів, реєстрацією і первинною обробку даних, з можливість побудови графіків їх часових та температурних залежностей.
3. Основним елементом розробленої системи є використання ПІД алгоритму управління приводом ЛАТРа зі зворотнім зв’язком по напрузі, що забезпечило можливість не створюючи електромагнітних завад плавно змінювати магнітне поле необхідне для автоматизовано вимірювання магнітоопору.
4. Досліджені залежності типу провідності, концентрації і рухливості носіїв заряду, епітаксійних шарів, (SnSe)х(РЬТе)1-х, від складу і температури вирощування за допомогою автоматизованої системи.
Замовити презентацію та доповідь на тему: "Автоматизація вимірювання електричних параметрів напівпровідників на основі мікроконтролера АТМеga 16" можна тут!
Література
1. Баженов В. К., Фистуль В. И. Изоэлектронные примеси в полупроводниках. Состояние проблемы // ФТП - 1984. - Т. 18, В.8, с. 1345-1362.
2. Болтакс Б. И. Диффузия и точечные дефекты в полупроводниках. - Л.: Наука, 1972. - 384 с.
3. Вавилов B. C., Кив А. Е., Ниязова О. П. Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках. - М.: Наука, 1981 – 321 с.
4. Махній В. П., Березовський М. М. Точкові дефекти в бінарних напівпровідниках. - Чернівці, ОУС, 1995 - 20 с
5. Махній В. П., Раранський М. Д. Точкові дефекти в алмазоподібних напівпровідниках. - Чернівці: Рута, 2002. - 112 с.
6. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. - М: Мир, 1979.
7. Гурвич A. M. Введение в физическую химию кристаллов - М.: Высшая школа, 1971 - 336 с.
8. Булярский С. В. Глубокие центры безизлучательной рекомбинации в светоизлучающих приборах. - Кишинев, Штиница, 1978 - 103 с.
9. Исследование рекомбинационного излучения твердых растворов селенидов и теллуридов свинца-олова при электронном и инжекционном возбуждениях / Курбатов Л. Н., Бритов А. Д., Караваев С. М. и др. - Изв. АН СССР. Сер. физ. - 1976. - T.40. - №11. - С. 2317-2319.
10. Лазерные диоды на основе PbSnTe на область 5-15 мкм / Бритов А. Д., Караваев С. М., Калюясная Г. А. и др. - Квантовая електроника. - 1976. - Т.З. - №10. - С. 2238-2242.
11. Перестраиваемые полупроводниковые лазеры для ИК-спектроскопии / Курбатов H., Бритов А. Д., Караваев С. М., Сиваченко С. Д. - Изв. АН СССР, Сер. физич, - 1979. - Т.43. - №2. - С. 424-427.
12. Eng R. S., Butler J. F., Linden K. J. Tunable diode lasers spectroscopy: an invited review // Opt. Eng. - 1980. - v.l9 - №6. - P.945-960.
13. Kane E. О. Band structure of indium antimonide // J. Phys. Chem. Solids - 1957. - v.l. - N 2. - P. 249-261.
14. Lischka К. Bound defect states in 4-6 semiconductors // Appl. Phys. - 1982. - V.A29. - N 4. - P.177-189.
15. luchytskii R. M., Manzhara V. S., Staryk P. M. investigation of n-Pb1-xSnxSe absorption spectra // Phys. Status solidi - 1979.- v.94 (b). - N 2. - P.381-386.
16. Palmetshofer L. Ion implantation in IV-VI semiconductors // Appl. Phys. - 1984. - V.A34. - N 3. - P.139-153.
17. 9. Preier H. Recent advances in lead-chaicogenide diode lasers // Appl. Phys. - 1979. - v.20. - N 3. - P.192-206.
18. Абрикосов Н. X., Шелимова Л. Е. Полупроводниковые материалы на основе соединений АIVВVI. - М.:Наука, 1975. - 195 с.
19. Brebrik R. F., Allgayer R. S. Composition limits of stability of PbTe // J. Chem. Phys. - I960. - v.32. - N 6. - P.1826 - 1831.
20. Равич Ю. И., Ефимова Б. А., Смирнов И. А методы исследования полупроводников в применении к халькогенидам свинца РЬТе, PbSe, PbS. - М.: Наука, 1968. - 383 С.
21. Sitter H., Lischka K., Heinrich H. Structure of the second valence band in PbTe // Phys. Rev. B: Solid State -1977. - v. l6. - N 2. - P. 680-687.
22. Механизмы рассеяния носителей тока в халькогенидах свинца / Равич Ю. И., Гуриева Е. А., Дубровская И. Н. и др. - ФТТ7 - 1970. - Т.12 - Вып. З. - С. 817-919.
23. Равич Ю. И., Морговский Л. Я. К теории рассеяния носителей на оптических и акустических фононах в полупроводниках Типа РЬТе // ФТГ. - 1969. - Т.З. - Вып.10. - С. 1528-1539.
24. Nikolic P. M. Optical energy gaps of PbSe - SnTe, PbSe-SnSe, PbTe-SnTe and PbTe-SnSe // British. J. Appl. Phys. - 1967.- v.l8. - N 7. - P. 897-903.
25. Kennedy С. A., Linden K. J. Some properties of the quaternary system Pb1-xSnxTeySe1-y // J. Appl. Phys. - 1970. - v.41, - N 1. - P. 252-253.
26. Абрикосов Н. Х., Гончарова Л. С. Исследование взаимодействия PbTe+SnSe ←→ PbSe+SnTe // Матер. Ш. Всесоюз. симпоз. "Полуматериаллы и полупроводники с узкими запрещенными зонами". - Львов, 1973. - С. 130-132.
27. Узкозонные твердые растворы Pb1-xSnxTc1-ySey, с неизменным параметром решетки / Старик П. М., Бритов А. Д., Лучицкий P. M. И Др. - ФПТ, - 1978. - Т.12. - Вып.II. - С. 2273-2275.
28. Многокомпонентные твердые растворы соединений АIVВVI / Даварашвили О. И., Долгинов Л. М., Елисеев П. Г. и др. - Квантовая электроника. 1977. - Т.4. - N 4.- С. 904-907.
29. Зависимость основных параметров монокристаллов РЬ1-xSnxТе1-ySey от состава / Лучицкий Р. М., Старири П. М., Заячук Д. М. и др. - УФЖ. - 1980. - Т.25. - N 10. - С. 1597-1603.
30. Узкозонные полупроводники на основе четверных твердых растворов соединений АIVВVI и АIIIВV / Гегиадзе Г. Г., Даварашвили О. И., Долринов Л. М. И Др. - Сообщ. АН ГССР. - 1977. - Т.88. - N 3. - С. 565-568.
31. 23. Заячук Д. М., Старик П. М. Исследование твердых растворов Рb1-xSnxТе1-ySey, с измененным параметром решетки / ФТП. - 1980. - Т.14. - Вып. 3. - С. 526-528.
32. Состав эпитаксиальных слоев Pb1-xSnxTe1-ySey / Гегиадзе Г. Г., Даварашвили О. И., Криалашвили И. В. и др. – Сообщ. АН ГССР. – 1978. – Т.89-N1. – С. 65-68.
33. Состав и тип проводимости эпитаксиальных слоев Pb1-xSnxSe1-yТеy / Даварашвили О. И., Зломанов В. П., Криалашвили И. В. и др. - Доклады АН СССР. - 1983. - Т.272. - N 6. - С. 1371-1374.
34. Окритических толщинах эпитаксиальных слоев Pb Sn Se Те выращенных на подложках PbSe и Pb0,75Sn0,25Te. / Даварашвили О. И., Криалашвили И. В.. Хартишвили И. К. и др. - Сообщ. АН ГССР. - 1984. - Т.116. - N 2. С. 293-296.
35. Генерация излучения дальнего ИК диапазона в узкозонных полупроводниках в области магнитоплазменного окна прозрачности / Курбатов Л. Н., Караваев С. М., Бритов А. Д. и Др. - Письма в 1ЭТФ, - 1986. - Т.43. - Вып.4. - С. 169-171.
36. Гуреев Д. М., Даварашвили О. И., Засавицкий Б. Н. Гетеролазеры с оптической накачкой на четверных твердых растворах Pb1-xSnxSe1-yTey с согласованными решетками на гетерогранице // Квантовая электроника 1978. - Т. 5.-N 12. - С. 2630-2632.
37. Омельянюк И. В. Старик П. М., Павлюк М. Ф. Дислокации несоответствия в гетерсструктурах Pb1-хSnхTe / Pb1-хSnхTe1-ySey / Черновицкий ун-т -Черновцы, 1986. - 15 с., - Деп. в Укр-НИНТИ 01.09.86. N 2024 - УК 86.
38. Омельянюк И. В., Павлюк М. Ф. Гетероструктуры на основе четырехкомпонентных твердых растворов соединений АIVВVI // Тез. докл. науч.-технич. конф. "Материаловедение халькогенидных и кислородосодерэкащих полупроводников", окт. 1986. - Черновцы, 1986. - Т II. - С. 136.
39. Перестраиваемые гетеролазеры дальнего ИК-диапазона с длиной волны до 46.2 мкм / Курбатов Л. Н., Бритов А. Д., Караваев С. М. - и др.- Письма В ЖЭТФ. - 1983. - Т.37. - 0 ВЫП. 9. - С. 422-424.
40. Шотов А. П., Даварашвили О. И., Бабушкин А. В. Гетеролаэеры с двухсторонним ограничением на осноаве твердых растворов РЬ1-xSnxSe1-yТеy // Письма В ЖТФ. - 1981. - Т.7. - Вып. 23. - С. 1444-1447.
41. Horikoshi G., Kawashima M., Seito H. Low threshold PbSnTeSe-PbSeTe lattice-matchet doeble-heterostructure laser // Jpn. J. Appl. Phys. - 1981. - v. 20. - N 12. - P.L. 897 - L. 900.
42. Horikoshi G., Kawashima M., Seito H. PbSnTeSe-PbSnTe lattice-matched double heterostructure lasers // Jpn. J. Appl. Phys. - 1982. - v.21. - N 1. - P. 77 - 84.
43. Mateika D. Ein isotermes schemeItztropfen-verfahren zur herstellung von groben. sehr reinen und homogenen blei-zinn-teiiurid einkristallen aus der dampfphase // J. Cryst. Growth - 1971. - v. 9. - N5. - P. 249-254.
44. Kinoshita К., Miyasawa S. Large homogenous Pb1-xSnxТе crystal growth by vapor-melt-solid mechanism // J. Cryst. Growth - 1982. - v.57. - N 2. - P. 141-144.
45. Таиров Ю. М., Цветков В. Ф. Технология полупроводниковых и диэлектрических материалов. - М.: Высшая школа, 1983. - 271 с.
46. Zoutendyk J., Akutagawa W. Diffusive-convective physical vapor transport of PbTe from a Te-rich solid source // J. Cryst. Growth - 1932. - v.56. - N 2. - P. 245-253.
47. Бакин А. С., Саунина Т. В., Яськов Д. А. Распределение состава при выращивании кристаллов Pb1-xSnxТе из газовой фазы // Иэв.Ленингр. эл-тех. ин-та, 1984. N 338. - С. 69-72.
48. Слынько В. В., Никонюк Е. С., Матлак В. В. Нанесение контактов на поверхности полупролводниковых кристаллов // ПТЭ. - 1969, - N 3. - С. 203.
49. Кучис Е. В. Методы исследования эфекта Холла. - М.; Советское радио. 1974. - 328 с.
50. Фреик Д. М. Получение пленок соединений АIVBVI // Приборы и техника эксперимента. – 1976. №5. – С. 7-17.
51. Фреик Д. М., Галущак М. А., Межиловская Л. И. Физика и технология полупроводниковіх пленок. – Львов: Вища школа, 1988. – 152 с.
52. Фреик Д. М., Августинов В. Л., Павлюк М. Ф., Чобанюк В. М., Шперун В. М. Особенности получения слоев PbSe методом горячей стенки // Электронная техника. 1982, вып.2. – С. 48.-52.
53. Низкопороговые InGaAsP/InP лазеры раздельного огрантчения с = 1,3 мкм и = 1,55 мкм (Iпор = 600-700 А/см2) / Алферов Ж. И., Гарбузов Д. З., Кижаев К. Ю. И др. – Письма в ЖТФ. – 1986. – Т.12, - вып.4. – С. 210-215.
54. Misfit dislocations in PbTe-PbSnTe heterojunctions / Mitsio G. Michiharu J., Shihochara K., Ueda R. – J. Crust / Growth – 1979. – V.47. - №2. – P. 230-234.
55. Тхорик Ю. А., Хазан Л. С. Пластическая деформация и дислокации несоответствия в гетероэпитаксиальных системах. – Киев: Наукова думка, 1983. – 304 с.
56. Милнс А., Фойт Д. Гетеропереходы и переходы металл-полупроводник. – М.: Мир, 1975. – 432 с.
57. Кучис Е. В. Методы исследования эффекта Холла / Евгений Вітольдович Кучис. – М.: Советское радио, 1974. – 328 с.
58. Ковтонюк Н. Ф. Измерение параметров полупроводниковых материалов / Ковтонюк Н. Ф., Концевой Ю. А. – М.: Металлургия, 1970. – 429 с.
59. Коньков В. Л., Павлов Н. И. Эффект Холла в полупроводниках в неоднородном магнитном поле. // Известия ВУЗов. Физика. – 1969. – №12. – С. 121–123.