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ワイド・バンドギャップ半導体材料の研究 – 新たな世界のチャレンジ

消費電力を削減しつつ、デバイスの密度と性能を強化する努力は、高いキャリア移動度と伝導度を持つ独自の2次元(2D)有機半導体やナノスケールのデバイスの研究へとつながりました。環境にやさしい発電ソリューションに対する要求は、電力変換に必要不可欠な温度のより高い超電導体や電力半導体の研究に拍車をかけています。ガリウムヒ素(GaAs)や炭化ケイ素(SiC)のような材料が、未来の動力伝達テクノロジで重要になってきます。材料の研究も太陽電池の変換効率や出力を強化するために重要となります。テクトロニクスとケースレーは、高感度テスト機器、計測機において世界をリードし、研究者、科学者、エンジニアが新しい材料の可能性を引き出せるようにしています。

再現性のある材料科学測定の技術

Four-Point Collinear Probe Resistivity Configuration

4点共線プローブでの抵抗率構成。


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2450シリーズ・ソースメータと4点共線プローブを使用した抵抗測定

4点プローブ測定技術

半導体材料の研究やデバイスのテストでは、多くの場合、サンプルの抵抗率やホール移動度の判定を行います。半導体材料の抵抗率は、主にバルク・ドーピングによって決まります。デバイスにおいては、抵抗率が容量、直列抵抗、およびスレッショルド電圧に影響を与えることがあります。多くの場合、半導体の抵抗率は4点プローブ法を用いて判定されます。4本のプローブを使用することで、プローブ抵抗、各プローブ下の広がり抵抗、各金属プローブと半導体材料間の接触抵抗による測定誤差が排除されます。

ファンデルポー抵抗率測定法

半導体材料の抵抗率は、ファンデルポー(vdp)法を使用して導出されることがあります。4線式のこの方法は、厚さが均一かつ平らで、4つの端子を持つ小さなサンプル上で用いられます。ファンデルポー法では、厚さが均一かつ平らで任意の形状を持つサンプルの、周囲にある4つの小さな接点を使用して、電流の印加や電圧の測定が行われます。この方法は、接点の幾何学的間隔が重要ではないため、特に非常に小さなサンプルを測定する際に役立ちます。サンプルのサイズ(おおよそのプローブ間隔)による影響は無視することができます。この方法を使用すれば、サンプルの周囲で行す合計8回の測定から抵抗率を求めることができます。

Van der Pauw resistivity conventions

ファンデルポーの抵抗率換算。


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4200-SCS型による4プローブ抵抗率とホール電圧測定

Illustration of Hall Effect Measurements

ホール効果の図。


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材料の特性評価におけるホール効果測定

材料の特性評価におけるホール効果測定

ホール効果測定は、半導体材料にとって重要なものです。ホール電圧の測定は、磁界をかけた状態で可能になります。ホール効果測定システムは、実際には非常に多くの材料パラメータの決定に使用できますが、最も重要なパラメータはホール電圧(VH)です。キャリア移動度、キャリア密度(n)、ホール係数(RH)、抵抗率、磁気抵抗(R)、導電率タイプ(NまたはP)などの他の重要なパラメータはすべて、ホール電圧測定から導出されます。ホール効果の測定値は、シリコン(Si)やゲルマニウム(Ge)のみならず、シリコンゲルマニウム(SiGe)、炭化ケイ素(SiC)、ガリウムヒ素(GaAs)、アルミニウムガリウムヒ素(AlGaAs)、ヒ化インジウム(InAs)、ヒ化インジウムガリウム(InGaAs)、リン化インジウム(InP)、テルル化カドミウム(CdTe)、テルル化カドミウム水銀(HgCdTe)など、半導体の生産に使用される事実上すべての材料の特性評価に役立ちます。

製品

2470 SMU front image for product series

ケースレー2400シリーズ・グラフィカル・タッチスクリーンSMU

  • ナノ構造材料研究
  • パワー半導体GaN、SiC
  • バイオセンサ開発
  • 半導体デバイス設計
  • 車載用センサの設計
半導体パラメータアナライザ

半導体パラメータ・アナライザ|ケースレー4200A-SCS型

材料、半導体プロセス/デバイスの電気特性評価に対応した完全統合型ソリューション

Keithley Series 3700A Systems Switch/Multimeter

ケースレー3700Aシリーズ・システム・スイッチ/マルチメータ

  • 6スロット、576チャンネル
  • 7.5桁の高確度測定
  • TSP-Link®技術とTSP®処理により複数の3700A型やその他の機器でのテスト実行や制御が可能