Погрешность метода

Относительная случайная погрешность определения концентрации рассчитывается по следующей формуле.

 

Первый член этого соотношения определяет погрешность измерения диаметра диодной структуры, второй — погрешность, связанную с измерением производной . Погрешность в измерении напряжения не принимается во внимание, так как предполагается, что точность задания напряжения очень высока и погрешность задания напряжения равна 0. Погрешность измерения площади барьера зависит от способа его изготовления и размеров. При создании контакта МП методами напыления металла барьерного электрода в вакууме и фтолитографии погрешность измерения площади диодных структур диаметром более 0,5 мм  может быть снижена до 0,5%.

Современные автоматизированные измерители R,C,L на базе прецизионных емкостных мостов позволяет измерять емкость с высокой точностью , и погрешность, допускаемая при дифференцировании экспериментальной кривой будет в значительной мере зависеть от выбираемого способа численного дифференцирования.

Для экспресс контроля широко используется для создания барьера Шоттки ртутный зонд, пред. Применение ртутного контакта значительно упрощает подготовку образца к измерению и повышает таким образом производительность метода. Поэтому метод вольтфарадных характеристик с применением барьерного электрода  ртуть-полупроводник широко распространен в производственной практике. Применение ртутного капилляра вносит дополнительную ошибку в погрешность измерений концентрации. Эта ошибка носит систематический и случайный характер, и причиной ее появления служит то обстоятельство, что площадь ртутного контакта и ее воспроизводимость зависят от давления ртути. Вследствие того, что поверхностное натяжение ртути очень велико, свободная поверхность ртути в капилляре при ее контакте с измеряемым образцом образует по краям выпуклый мениск. Поверхность образца, смачиваемая ртутью, будет меньше площади геометрического сечения капилляра. С увеличением давления в ртутном капилляре радиус кривизны мениска увеличивается и площадь смачиваемой поверхности образца возрастает, приближаясь к площади сечения капилляра. Расчеты выполненные В.В.Батавиным показывают следующую зависимость радиуса ртутного контакта от давления

,

где r— радиус капилляра; s— поверхностное натяжение ртути; r — плотность ртути; g— ускорение силы тяжести; р — давление ртути в манометре в мм. рт. ст.; b — угол смачивания.

Эта формула справедлива для b>135°, когда мениск сохраняет выпуклую форму.

Своего предельного значения, равного геометрическому сечению капилляра, площадь ртутного контакта может достигнуть только при бесконечно большом давлении, поэтому на практике реальная площадь контакта всегда меньше площади сечения капилляра. Численные оценки показывают, что для диаметра капилляра 1 мм при давлении 200 мм рт. ст. систематическая погрешность в определении концентрации составляет -4%, а случайная ±1,5% при контролировании давления с погрешностью ±2 мм рт. ст.

Кроме вышеперечисленных ошибок существует еще ряд .источников погрешности измерений концентрации носителей заряда.

1.      Краевой эффект, который наиболее сильно проявляется при измерении высокоомных образцов с малыми размерами барьерного электрода. Влияние этого эффекта можно ограничить, увеличив площадь измеряемого барьера.

2.      Токи утечки барьера, возникающие обычно при больших смещениях и при измерениях на сильнолегированных образцах.

3.Фотоэлектрические явления на барьере Шоттки. Для устранения этой ошибки измерения надо проводить в темновых условиях.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector