mesure de résistance sur Silicium massif

[invitebb29dda1]

bonjour á tous,
j'ai tenté de mesurer la résistance le long d'un bloc de silicium... sans succès. Je m'y étais un peu préparé :/
J'ai utilisé un multimètre tout standart avec à chaque fois un écart entre les pointes de 2mm.
La valeur de résistance obtenue se situe vers 10M Ohms et "oscille" jusqu'à saturer l'appareil (30M Ohms).

Suite à ca j'aurais 2 questions:
_ pourquoi la mesure de résistance varie-t-elle comme ca avec du silicium?
(alors que les métaux qui ont des électrons délocalisés sur tous le matériaux ont une résistance qui, elle, est bien constante)
_existe-t-il un moyen d'y remédier?

Peut être peut on stabiliser les charges avec un champs magnétique ou un courant (genre effet Hall)??
J'auí pas trop de connaissance sur la chose...

merci et bonne aprèm'!
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Si votre contrôleur augmente la lecture jusqu'à saturer, ce 'est pas parce que la résistance du silicium augmente, mais parce qu'elle est déjà trop grande. La conductivité du silicium est constante.
C'est peut-être du silicium intrinsèque (non dopé).
En tout cas, pour mesurer la résistance d'un semi-conducteur qui forme naturellement des jonctions aux points de contact, il faut utiliser une méthode du type 4 points.
Voir ceci:
http://forums.futura-sciences.com/ph...sistivite.html
Au revoir.

[invitebb29dda1]

salut LPFR,
mon silicium est dopé au bore dans des conditions standarts pour fabrication de waffers N.
Mais qu'importe en fait...
Pour la saturation c'est possible que le multimètre soit un peu trop léger... je vais voir si un autre plus costaud est dispo.

Mais comme tu le dis d'ailleurs dans ton poste sur la mesure 4 points, si ma résistance est très grande alors celle induite par l'appareil devient négligeable.
Donc je vois pas l'intérêt ici.

Je fais le test avec un multi grande capacité et je dis quoi car cette mesure me tiens relativement à coeur.

[invitebb29dda1]

re-
en effet avec un appareil plus costaud (300M Ohms max.) les valeurs mesurées semblent plus constantes bien que leurs valeurs ne soient pas plus élévées qu'avec un multimètre standart (30M Ohms).
Par contre il n'ya pas d'appareils pour faire du 4 points...
j'essaie comme ca et je dis koi

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite58a61433]

Bonsoir,

Es-tu sur que cette résistance (tout de même élevée) ne provient pas de la formation d'une couche d'oxyde en surface de ton échantillon ? A moins que tu ne veuille prendre en compte l'effet de la couche d'oxyde dans la mesure de la résistance (dans ce cas je n'ai pas dis grand chose de pertinent ).

Au revoir.

[invitebb29dda1]

salut Magnétar,
pas sûr qu'il y ait de couche d'oxyde en surface. Du moins pas dûe à l'utilisation d'un multimètre ^^
Nan sans rire le SiO il se forme pas spontanément à température ambiante. (thermo ou cinétiquement...)
sinon j'ai refait des mesures et les valeurs de résistances sont finalement toujours aussi flottantes...

Est-ce que qqn sait à quoi ca serait dû?
j'ai pensé peut être le courant entre les bornes de mon multimètre peut emprunter plusieurs "trajets": certains directs/linéaires à la surface de mon échantillon (R faibles) ou passer plutôt dans la masse du silicium avec donc un trajet plus long (et R rencontrée ainsi plus élevé)

-je sèche-

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Vous avez dit que le silicium était dopé. Est que vous connaissez la concentration? Ça peut donner une idée de la conductivité.

Je vous ai dit (et vous avez ignoré) que le contact entre les pointes du contrôleur et le silicium forme une jonction (comme dans les récepteurs à galène). En général, ces jonctions ne sont pas terribles comme diodes, mais vous avez peut-être eu de la chance .
Ce n'est pas si simple d'avoir un contact ohmique avec un semi-conducteur. En général, les fabricants de puces font le contact avec une zone très fortement dopée (n++ ou p++).
C'est pour cela que j'ai préconisé la mesure à 4 points et non à cause de la résistance des câbles.

Au revoir.

[invitebb29dda1]

ok merci LPFR je vais chercher du côté des diodes et jonctions métal/SC.

Concernant la quantité de dopant je ne sais pas trop.
c'est du silicium recyclé mais de mémoire (et juste pour info...) on tourne à 8g de B pour 60kg de Si.

J'ai discuté avec qqn des difficultés rencontrées pour cette mesure de résistance et il semblerait que valeur "standart" de la résistance intrinsèque (je ne suis pas sûr du nom... cette valeur est exprimée en Ohms x cm) soit du l'ordre du Ohm et non du M Ohms comme mesuré.

Du coup il faudrait considérer une surface en plus de la distance entre les pointes. Bref j'ai de quoi faire...

ci dessous un lien:
http://www.semilab.hu/index.html
au cas où qqn chercherait des infos, ce constructeur a mis à disposition sur son site des fiches explicatives plutôt bien faites pour ce qui est du temps de vie des porteurs et mesure de resistivité pour les SC.
bon WE!

[invite6dffde4c]

Re.
Pour la proportion que vous donnez, le dopage serait de 1,7 e+19 donneurs/cc et la résistivité de 3,5e-3 Ω-cm.
Pour le Si intrinsèque c'est au delà de 100 Ω-cm.
A+

[invite58a61433]

pas sûr qu'il y ait de couche d'oxyde en surface. Du moins pas dûe à l'utilisation d'un multimètre ^^

Oui je me doute bien que ça ne viendrait pas du multimètre. En fait je parlais de ça car j'ai eu à effectuer des mesures de résistances sur des échantillons de germanium, et lors des premières mesures j'avais le même problème la résistance était beaucoup trop élevé (de l'ordre de la dizaine de MΩ) et en fait cela provenait d'une couche d'oxyde qui s'était formée en surface de l'échantillon (et ce sans mauvais traitement particulier de ce pauvre échantillon), un petit ponçage sur du papier de verre très fin a suffit à éliminer ce problème.

Bon après tout dépend de la qualité de tes échantillons et je dois avouer ne pas connaître le cas du silicium.

[invitebb29dda1]

bonjour,
merci beausoup pour ton explication Magnétar.
Comment j'ai pu être aussi idiot pour pas y penser...
Je me suis armé d'un bête de papier qui gratte et sur la surface 'nettoyée' la résistance a en effet bien chutée!!
(J'ai fait fissa je me rapelle plus la valeur exacte...)

J'avais trouvé entre temps de la doc bien faite sur les mesures de résistance "de propagation" proposée par la boite Solecon:
http://www.solecon.com/pdf/determina..._2_and_4pp.pdf

Je me demandais aussi pourquoi ils appliquaient une telle pression au point d'endommager la surface...

Pourrais tu me dire quel genre de protocole tu as utilisé pour tes mesures de résistance?
Et au niveau appreillage un multi standart t'as suffit ou tu as utilisé qqch de plus chiadé?

En fait c'est justement pour déterminer l'évolution de ma concentration en impuretés le long de mon cristal que je fais cette mesure.

merci beaucoup

[invite6dffde4c]

Je me demandais aussi pourquoi ils appliquaient une telle pression au point d'endommager la surface...

Bonjour.
Une des façons de faire des contacts ohmiques avec un semi-conducteur est de bousiller le réseau cristallin au point de contact. Ceci crée un tas de défauts dans le gap qui servent de centres de recombinaison de surface et assurent un contact ohmique. Les pointes en carbure sous haute pression ont cet effet. Il est fort probable de l'effet du papier émeri soit similaire: créer des défauts dans le réseau.
On peut vérifier si c'est cela en nettoyant localement la couche d'oxyde avec une petite goûte de acide fluorhydrique. Ceci dissout l'oxyde sans attaquer le silicium ni bousiller le réseau.
Au revoir.