Implementación de un sistema de medición de resistividad eléctrica en películas delgadas semiconductoras por el método de Van der Pauw

Abstract

La resistividad eléctrica es una propiedad física intrínseca e independiente del tamaño o forma de un material, que nos da información acerca de cómo se comporta el material al paso de la corriente eléctrica. Por el valor de la resistividad de un material, se le puede clasificar como conductor, semiconductor o aislante.[1] En la presente tesis se realiza el estudio de la resistividad eléctrica en los semiconductores, los métodos de medición de resistividad, los factores de corrección que se deben tener en cuenta para una medición m´as precisa y los detalles de la implementación de un sistema de medición de resistividad por el método de Van der Pauw. El método de Van der Pauw se puede utilizar para medir la resistividad de materiales en forma de películas delgadas sin importar la forma del material, consiste en hacer fluir una corriente constante por dos puntos en la periferia y se mide el voltaje en otros dos puntos. Con los datos obtenidos se resuelve la ecuación de Van der Pauw y se obtiene la resistividad. Finalmente, se presentan las resultadas de las medidas de resistividad para muestras cuadradas de silicio de alto dopaje, y además se hace un estudio de los resultados obtenidos cuando la medición se hace en contactos sobre el área superficial de la muestra, incumpliendo la condición de usar contactos en la periferia, y los efectos que esto conlleva.

The electrical resistivity is an intrinsic property independent of the size or shape of a material, which gives us information about how the material behaves at the rate of electric current. For the value of the resistivity of a material, it can be classified as conductor, semiconductor or insulation. In this thesis will be done the study of the electrical resistivity in the semiconductors, the methods of measurement of resistivity, the correction factors that are very important for a more accurate measurement and the details of the implementation of a measurement system of resistivity by the Van der Pauw method. The Van der Pauw method can be used to measure the resistivity of materials in the form of thin films regardless of the shape of the material. It consists of flowing a constant current through two points at the periphery and measuring the voltage at two other points. With the data obtained the Van der Pauw equation is solved and the resistivity is obtained. Finally, we present the results of the resistivity measurements for square samples of high doping silicon, and also a study of the results obtained when the measurement is made in contacts on the surface area of the sample, failing to use contacts in the periphery, and the effects that this entails.