基于Ⅵ的载流子迁移率测试系统的研制

论文摘要

载流子的迁移率是半导体材料的重要特性参数。通过对迁移率的测量,可以准确掌握不同材料的电输运特性。因此,方便、准确地测量半导体载流子的迁移率,对半导体的研究和生产都具有重要的意义。随着科学技术的进步,出现了新的测试仪器——虚拟仪器。虚拟仪器是基于计算机的测试平台,具有交互式的图形界面。由计算机、应用软件和硬件组成,通过软件把计算机硬件资源和仪器硬件有机融为一体。本文介绍了虚拟仪器的发展和LabVIEW相关知识。本文分析了几种传统的测量半导体载流子迁移率的方法和仪器。针对传统方法和仪器存在的测试条件苛刻、精度不高、设备昂贵等缺点,文中根据线性增压载流子瞬态谱这一原理,以LabVIEW为平台设计了一种半导体载流子迁移率测试系统。详细介绍了该系统各部分的硬件组成,详细论述了系统软件的各功能模块的设计和实现方法,其中包括线性增压控制模块、数据采集、数据存储与回放等功能模块。最后,对该半导体载流子迁移率测试系统进行了调试和测试实验,并对测试结果进行了分析。实验结果表明,所研发的测试系统,运行稳定,使用简单方便,具有良好的数据保存、回放及数据图形显示功能,同时软件具有参数设置灵活,可二次开发的优点,具有一定的实用价值和发展前景。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 虚拟仪器（Virtual Instrument）的发展及研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 半导体载流子迁移率测试系统的工作原理
• 2.1 半导体材料和载流子迁移率的概述
• 2.1.1 测量迁移率的基本方法
• 2.1.2 CELIV
• 2.2 CELIV 准测条件分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 半导体载流子迁移率测试系统设计的总体方案
• 3.1 系统实现的功能
• 3.2 系统的设计原则
• 3.3 系统的整体设计方案
• 3.4 本章小结
• 第4章 半导体载流子迁移率测试系统的硬件设计
• 4.1 半导体载流子迁移率测试系统的硬件组成
• 4.1.1 模块划分
• 4.1.2 工作流程
• 4.2 系统部分硬件电路设计
• 4.2.1 电源设计
• 4.2.2 单片机系统设计
• 4.2.3 电平转换电路设计
• 4.2.4 数模转换电路设计
• 4.2.5 滤波器的设计
• 4.2.6 数据采集电路设计
• 4.3 本章小结
• 第5章 半导体载流子迁移率测试系统的软件设计
• 5.1 图形化编辑语言LabVIEW
• 5.1.1 LabVIEW 概述
• 5.1.2 LabVIEW 程序组成
• 5.1.3 LabVIEW 编程环境
• 5.1.4 LabVIEW 调试技术
• 5.2 半导体载流子迁移率测试系统的软件总体设计
• 5.2.1 软件的总体设计
• 5.2.2 软件设计的程序结构
• 5.3 测试系统的软件界面及设计流程
• 5.3.1 软件界面
• 5.3.2 设计流程
• 5.4 测试功能模块
• 5.4.1 线性增压信号控制模块
• 5.4.2 信号采集模块
• 5.4.3 滤波模块
• 5.4.4 实时波形显示模块
• 5.4.5 数据存储和回放模块
• 5.5 本章小结
• 第6章 半导体载流子迁移率测试系统的调试与实验
• 6.1 系统的调试
• 6.1.1 硬件电路的制作与调试
• 6.1.2 软件的调试
• 6.2 样品测试
• 6.2.1 本测试系统对样品结构的要求
• 6.2.2 肖特基二极管的测试
• 6.3 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 个人简历