HCS 1/10/100

Caracterización de semiconductores y componentes

Descripción

Al grano

El sistemas HCS de Linseis se utilizan principalmente para caracterizar materiales semiconductores.
Pueden determinar tanto la constante Hall como la resistencia específica, así como la concentración de portadores de carga y las movilidades Hall de las muestras derivadas de éstas.
La unidad base de sobremesa está disponible en distintas configuraciones, que pueden equiparse con diferentes soportes de muestras para distintas geometrías de muestra y requisitos de temperatura.

Una extensión opcional de baja temperatura para el uso de nitrógeno líquido y una versión de alta temperatura de hasta 800 °C garantizan que se puedan cubrir todas las áreas de aplicación imaginables.
Los electroimanes y los imanes permanentes integrados proporcionan campos magnéticos fijos o variables de hasta casi un Tesla.
El software asociado, completo y basado en Windows©, permite registrar sin complicaciones las curvas I-V e I-R, así como medir y evaluar la movilidad Hall, la conductividad eléctrica y la concentración de portadores de carga.

Los sistemas HCS de Linseis pueden medir una gran variedad de materiales, como Si, SiGe, SiC, GaAs, InGaAs, InP, GaN (tipo N y tipo P), así como capas metálicas, óxidos metálicos y muchos más.
Estaremos encantados de demostrarte el rendimiento del dispositivo mediante mediciones de muestra en nuestro laboratorio de aplicaciones.


Funciones de medición:

  • Densidad del soporte de carga (capa [1/cm²]/material sólido [1/cm³])
  • Constante de Hall [cm³/C]
  • Movilidad de reverberación [cm²/Vs]
  • Resistencia de la chapa [Ω]
  • Resistencia específica [Ωcm]
  • Conductividad eléctrica [S/cm]
  • Alfa (relación entre la resistencia horizontal y la vertical)
  • Magnetorresistencia
  • Coeficiente Seebeck (µV/K)


Características del aparato:

  • Cámara de medición estanca al gas, que permite realizar mediciones en atmósferas definidas o en condiciones de vacío
  • Imanes de 120 mm de diámetro para una mayor homogeneidad del campo y la máxima precisión (son posibles polos de hasta 50 mm x 50 mm)
  • Diseño de sistema modular y actualizable
  • Versión de alta temperatura hasta 600°C/873K
  • Opción de iluminación LED (son posibles varias longitudes de onda)
  • Amplificador lock-in opcional para mediciones con ruido mínimo
  • Conexión para utilizar electrónica de medida externa
  • Paquete de software integrado para un manejo sencillo

Características únicas

Opciones de medición versátiles:
Determinación de la constante Hall, resistencia específica,
Concentración de portadores de carga y movilidad Hall

Amplio rango de temperaturas:
Posibilidad de medir temperaturas bajas
(LN2) hasta 800°C

Diseño modular del sistema:
Personalizable con
diferentes portamuestras
y extensiones de temperatura

Gran homogeneidad de campo:
imanes de 120 mm para una precisión máxima

Software integrado:
Manejo sencillo y
análisis exhaustivo de datos

Línea de atención telefónica

+49 (0) 9287/880 0

Nuestro servicio está disponible de lunes a
jueves de 8 a 16 h
y viernes de 8 a 12 h.

¡Estamos a tu disposición!

Especificaciones

Negro sobre blanco

MODEL

HCS 1

Temperature range:From LN2 up to 600°C in various versions
-160°C (controlled cooling)
-196°C (cooling)
Magnet:Two permanent magnets with +/- 0.7T
Diameter of the rod 120 mm
for maximum uniformity (+/- 1% over 50mm)
Power supply:DC 1nA up to 125mA (8 decades / compliance +/- 12V)
Voltage measurement:DC low noise / low deviation 1μV up to 2500mV, 4 decades gain, digital resolution: 300pV
Sensors/ sample geometry:- from 5 x 5 mm2 to 12.5 x 12.5 mm2, maximum sample height 3 mm
- from 17.5 x 17.5 mm2 up to 25 x 25 mm2, maximum sample height 5 mm
- from 42.5 x 42.5 mm2 up to 50 x 50 mm2, maximum sample height 5 mm
- High temperature plate, 10 x 10mm2, max. sample height 2mm
Resistance range:10-4 up to 107(Ωcm)
Carrier concentration:107 up to 1021cm-3
Mobility range:0.1 to 107(cm2/volt sec)
Atmospheres:Vacuum, inert, oxidizing, reducing
Temperature accuracy:0.05°C

MODEL

HCS 10

Temperature range:From LN2 up to 600°C in various versions
-160°C (controlled cooling)
-196°C (quench cooling)
Magnet:Electromagnet up to +/- 1 T variable DC field, pole diameter 76 mm, power supply 75A / 40V.
Current reversing switch for bipolar measurement. Alternative AC option for an alternating magnetic field with ~1 T usable field, at a frequency of up to 0.1 Hz
Power supply:DC 1nA up to 125mA (8 decades / compliance +/- 12V)
AC 16 μA up to 20 mA and input impedance: >100 GigaOhm from 1 mHz to 100 kHz
Voltage measurement:DC low noise / low deviation 1μV up to 2500mV, 4 decades gain, digital resolution: 300pV
AC 20 nV up to 1V, variable integration times and gain
Sensors/ sample geometry:- from 5 x 5 mm2 to 12.5 x 12.5 mm2, maximum sample height 3 mm
- from 17.5 x 17.5 mm2 to 25 x 25 mm2, maximum sample height 5 mm
- from 42.5 x 42.5 mm2 up to 50 x 50 mm2, maximum sample height 5 mm
- High temperature plate, 10 x 10 mm2, maximum sample height 2 mm
Resistance range:10-4 up to 107(Ωcm)
Carrier concentration:107 up to 1021cm-3
Mobility range:10-3 ~ 107cm2V-1s-1
Atmospheres:Vacuum, inert, oxidizing, reducing
Temperature accuracy:0.05°C

MODEL

HCS 100

Temperature range:RT up to 500°C
Magnet:Magnet up to 0.5 T (AC or DC field)
Multisegment Halbach configuration, inner diameter: 40mm, height: 98mm
Power supply:DC 1nA up to 125mA (8 decades / compliance +/- 12V)
AC 16 μA up to 20 mA and input impedance: >100 GigaOhm from 1 mHz to 100 kHz
Voltage measurement:DC low noise / low deviation 1μV up to 2500mV, 4 decades gain, digital resolution: 300pV
AC 20 nV up to 1V, variable integration times and gain
Sensors/ sample geometry:Up to 10 x 10 mm2, maximum sample height 2.5 mm
Resistance range:10-5 up to 107(Ωcm)
Carrier concentration:107 up to 1022cm-3
Mobility range:1 ~ 107cm2V-1s-1
Atmospheres:Vacuum, inert, oxidizing, reducing
Temperature accuracy:0.05°C

Imán Halbach HCS 100 (configuración donut)

HCS 1: Sensores intercambiables con una EPROM en ellos, para facilitar su uso plug-and-play.

Accesorios disponibles

  • Hay varios portamuestras disponibles para realizar mediciones desde LN2 hasta 800 °C.
  • El asa del portamuestras cierra la cámara de medición al vacío.
  • La cámara de medición está equipada con una entrada y una salida de gas para que las mediciones puedan realizarse en una atmósfera controlada y cambiante.

Las variantes magnéticas del HCS

Opción electromagnética (HCS 10)

Hay disponible un kit de electroimán opcional para el imán permanente.
El electroimán refrigerado por agua funciona en combinación con una fuente de alimentación programable y un interruptor inversor.
La fuente de alimentación puede aplicar corrientes de hasta 75 A, lo que da lugar a una intensidad de campo magnético variable de hasta +/-1 T.

Vista detallada del cuerpo de medición

Opción imán permanente (HCS 1)

El HCS 1 está equipado con dos circuitos magnéticos (de neodimio), montados sobre un carro móvil que puede automatizarse opcionalmente.
El sistema puede equiparse con una extensión de baja temperatura y otra de alta temperatura.

Opción Halbach (HCS 100)

El HCS 100 utiliza un imán en configuración Halbach (imán permanente en configuración donut) para aplicar a la muestra un campo magnético de corriente continua o alterna.
En combinación con una corriente alterna suministrada por un amplificador lock-in, este montaje es una potente herramienta para la investigación de muestras difíciles, ya que en la mayoría de los casos se pueden suprimir las desviaciones y el ruido.

Software

Hacer visibles y comparables los valores

Todos los dispositivos LINSEIS se controlan desde un PC, y los módulos de software individuales funcionan exclusivamente con sistemas operativos Microsoft® Windows®.
El software integrado facilita la manipulación, el control de la temperatura, la adquisición de datos y su evaluación.

General:

  • Rutina NIST para encontrar los ajustes óptimos de medición y obtener resultados muy precisos
  • Prueba de conexión ampliada
  • Posible integración de electrónica externa
  • Almacenamiento opcional de la base de datos
  • Integración opcional de un amplificador lock-in
  • Detección automática del sensor (EEPROM)
  • Evaluación automática
  • Control de refrigeración totalmente automático
  • HCS 10 Acceso online a los datos de personalización

Aplicaciones

Ejemplo de aplicación: Película fina de antimonio (150 nm de Sb)
El antimonio (Sb) es un semimetal muy utilizado en el campo de la termoelectricidad (en forma de aleaciones, por ejemplo Bi1-xSbx) y como nueva aplicación en el campo de la microelectrónica. Sin embargo, las mayores aplicaciones del antimonio metálico son las placas de plomo-antimonio en las baterías de plomo-ácido. La figura muestra una caracterización completa de una película fina producida por deposición catódica sobre sustrato SiO2/Si con el Linseis HCS 1 (opción de RT a 200°C).

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