Устройство для измерения концентрации и подвижности носителей тока в полупроводниках Советский патент 1983 года по МПК H01L21/66 G01R31/26 

САЭ ЭО 00

со Изобретение относится к техникб- измерений на сверхвысоких частотах, известно автоматическое устройство для одновременного измерения концентрации и подвижности носителей тока в полупроводниках гелЛонным СВЧ методом, содержащее СВЧ генератор, волноводный тракт зйканчивающийся открытым концом круглого волно вода, , регистрирующее устройство и электромагнит 1. Однако данное устройство не позволяет измерять образцы любой формы, так как требуется изготовлять образец со шлифованной поверхностью. Известно также устройство для измере1ния концентрации и подвижнрйти носителей тока в полупроводниках, со держащее последовательно соединенные сверхвысокочастотный генератор/волноводный мост, одно плечо которого является опорным, а другое - измерительным, детектор и регистратор, а также электромагнит для намагничивания исследуемого полупроводникового Образца 2.. I Однако известное устройство не обеспечивает измерения параметров по лупроводниковых образцов произвольной формы и имеет низкую точность. Цель изобретения - обеспечение из мерений параметров полупроводниковых образцов произвольной формы при повы шении точности. Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве измери тельное плечо образовано двумя отрез ками металлических волноводов, на об ращенных друг к другу концах которых установлены металлизированные дизлек рические волноводь, концы которых ко тактируют с исследуемым полупроводни ковым образцом, при этом отрезки металлических волноводов установлены с возможностью изменения расстояния между ними. На чертеже приведена конструкция устройства. Устройство для измерения концентрации и подвижности носителей тока в полупроводниках содержит СВЧ генератор 1, волноводный мост 2, одно hлечо которого является опорным и содер жит аттенюатор 3 и фазовращатель 4, а другое - измерительным, детектор 5 и регистратор 6, а также эл ектромагнит 7 для намагничивания исследуемого полупроводникового образца 8, измерительное плечо обр азовано двумя отрезками металлических волноводов 9 IT 10, на обращенных друг к другу концах которых установлены металлизи рованные диэлектрические волноводы 11 и 12, концы которых контактируют с исследуемым полупроводниковым образцом В, при этом металлический вол новод 10 закреплен на микрометричёс кои винте 13, а в его разрыв вставлен отрезок диэлектрического волновода 14, регистратор 6 состоит-из усилителя 15 и двухкоординатного с а- моцисца 16, между полюсами электромагнита 7 помещен датчик 17 магнитного поля. Устройство работает следующим .образом.. .СВЧ энергия, вырабатываемая СВЧ генератором 1, проходит через опорное плечо и измерительное плечо, в котором размещен исследуекий полупроводниковый образец 8. С помощью маг,нитного поля в исследуемом полупроводниковом образце 8 возбуждается геликонная волна, которая,- распространяясь вдоль линии магнитного поля, достигает противоположной поверхности исследуемого полупроводникового образца 8, с которой локально снимается металлизированным диэлектрическим волноводом 12. Далее сверхвысокочастотный сигнал через отрезок, диэлектрического волновода 14 поступает на выход волноводного моста 2, где интерферирует с опорным сигналом, прошедшим через аттенюатор 3 и фазо- ; вращатель 4, Суммарный сигнал детектируется детектором 5 и подается на вход усилителя 15. С выхода усилителя 15 сигнал поступает на двухкоординатный самописец 1б, на его У-вход., Г на -Х-вход которого -подается ыап ряже- . ние с датчика 17 магнитного поля. ; С изменением величины магнитного по- i ля из Сеняются фаза и амплитуда про- : шедшего через исследуемый полупроводниковый образец 8 сигнала. На двухкоординатном самописце 16 записывйвтся суммарный как функция магнитногр поля, которая имеет ряд аксимумов и минимумов, различных по амплитуде. Определив амплитуды двух экстремумов относительно опорного сигнала, а их положение относительно магнитного поля, рассчитывают концентрацию п и подвижность нocитeJ)eй тока по формулам « скорость света в вакууме; заряд электрона; . соответственно диэлектрические проницаемости вакуума и решетки исследцуемогр полупроводникового образца 8;

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ И ПОДВИЖНОСТИ НОСИТЕЛЕЙ ITOKA в ПОЛУПРОВОДНИК ис, содержащее последовательно соединенные сверхвысокочастотный генератор, врлноводный мост, одно плечо которого является опорным, а другое измерительным, детектор и регистратор, а также электромагнйт для нёшачивания исследуемого полупроводникового образца, о тличаюцееся тем, что, с целью обеспечения измерений паргихетров полупроводниковых образцов произвольной формы при повьаиекии точности, измерительное плечо образовано двумя отрезксши металлических волноводов, на обращенных друг к другу концах которых установлены металлизированные диэлектрические волноводы, концы которых контактируют с исследуе- мым полупроводниковым образцом, при § этом отрезки металлических волновоДов установлены с возможностью измв- Г/) ,нения расстояния между ними.