Устройство для измерения электрофизических параметров слитков полупроводниковых материалов Советский патент 1983 года по МПК H01L21/66 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля электрофизических параметров в отраслях промышленности, связанных с производством и потреблением полупроводниковых материалов .

Известно устройство для измерения электрофизических параметров слитков полупроводниковых материалов, содердащее размещенные на основании держатель слиткбв, зондовую головку и механизм перемещения зондовой головки l .

Недостаток заключается в том, что это устройство обеспечивает измерение электрофизических параметров только вдоль слитка и не позволяет производить измерения на торце слитка. .

Наиболее близким к предлагаемому является устро.йство для измерения электрофизических параметров слитков полупроводниковых материалов, срдер-; жащее. корпус, зондовую головку, ме- : ханизм перемещения зондовой головки и механизм фиксации корпуса относительно слитка 2J ,.

Недостатками этого устройства яв- ляются его низкие эксплуатационные возможности, обусловленные тём, что для проведения измерений необходим предварительный замер диаметра слитка, и совмещение зо1удовой головки с центром торца слитка. Затруднена работа при измерении длинномерных слитков. Недостатком также является низкая точность измерений, так как устройство позволяет производить измерения на слитках, имекицих по всей длине постоянный диаметр, тогда .как в реальных слитках диаметр слитков изменяется по длине на величину до 5 мм, что обуславливает погрешHoctfx измерения.

Цель изэбретения - улучшение эксплуатационных возможностей и повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения электрофизических параметров слитков полупроводниковых материалов, содержащем корпус, зондовую головку, механизм перемещения зондовой головки и механизм фиксации корпуса относительно слитка, механизм фиксации корпуса относительно слитка выполнен в виде рычагов, попарно установленных на размещенных в корпусе поворотных осях, причем один из каждой пары рычагов жестко закреплен на оси и снабжен упругим прижимом, шарнирно закрепленным на его конце, а другой рычаг этой пары установлен нг| оси шарнирно, кинематически связан с осью посредством пружины и снабжен угловым упором, шарнирно закрепленj bM на его конце.

На фиг.1 изображена предлагаемого устройства; на фиг.2 усройство, общий вид; на фиг.З - устройство, вид сверху; на фиг.4 - то же, вид снизу.

Устройство содержит корпус 1 и зондовую головку 2, электрически связанную с измерительным блоком 3. На корпусе 1 размещен механизм перемещения зондовой головки 2, содержащий поворотную турель 4, закрепленную на корпусе и установленные на ней направляющие 5 и 6, на которых закреплена каретка 7 с зондовой головкой 2. Зондовая головка 2 установлена во втулке 8, имеющей возможность перемещения ручкой 9 в направляющей втулке 10, жестко связанной с кареткой 7. В ручке 9 имеется защелка 11, управляемая кнопкой 12, которые подпружинены пружиной 13. В ручке 9 установлен микровыключатель 14 для включения измерительног блока 3. Для фиксации каретки 7 в центре направляющей 5 предусмотрен фиксатор 15, а для фиксации положения тарели 4,относительно корпуса 1 - фиксатор 16..

Механизм фиксации корпуса 1 относительно слитка 17 выполнен в виде рычагов 18 и 19, попарно установленных на поворотных осях 20, размещенных на корпусе 1. Рычаги 18 установлены на осях 20 шарнирно и кинематически связаны с ними пружинам 21. На концах рычагов 18 шарнирно закреплены угловые упоры 22, имеющие корпусный выступ 23. Рычаги 19 жестко закреплены на осях 20 и снабжены упругими прижимами 24, шарнирно закрепленными на концах рычагов 19 и выполненных в виде упругих эластичных шайб 25, Рычаги 19 кинематически связаны посредством выполненного в каждом из них паза 26 и поводков V 27 с поворотным кольцом 28, размещенным в корпусе 1 и поводком 29, имеющим сферическую головку 30 связанным со спиральным паЭом 31, выполненным в ручке 32. Для отсчета положения зондовой головки 2 имеются шкалы 33 и 34. .

Устройст во работает следующим образом.

Перед установкой устройства ни слиток 17 поворотом ручки 32 разводят рычаги 18 и 19 в соответствии с диаметром слитка 17, затем устройство одевают на слиток и перемещают вдоль оси слитка 17, до тех пор, пока упоры 22 своей горизонтальной плоскостью не лягут на торец слитка 17. При этом за счет самоориентации корпуса 1 относительно Topfta, зондовая головка 2 независимо от/угла наклона торца относительно оси слитка 17 устанавливается перпеидикуля1 но к плоскости торца слитка 17, Затем, придерживая устройство на слитке за ручку 9, поворотом ручки 32 в другую сторону рычаги 18 сводят до соприкосновения конусной поверхности выступов 23 с боковой поверхностью слитка 17. При этом корпус 1 ориентируется и центрируется относительно оси слитка 17. При дальнейшем повороте ручки 32 рычаги 19 закрепляют устройство, прижимаясь к слитку упругими прижимами 24 самоориентирующимися по поверхности слитка 17. Упоры 22 занимают положе ние, при ко.тором независимо от диаметра слитка 17, зондовая головка 2 устанавливается на определенном расстоянии от края торца слитка 17. Измерение производится в следующей последовательности. Зондовую головку 2 устанавливают в центр слитка 17 на нуль шкалы 33. Для этого каретку 7 перемещают вдоль направляющих 5 и 6 до срабаты вания фиксатора 15, Нажатием кнопки 12 расфиксируют втулку 8 и с помощью ручки 9 зондовую головку 2 -опускают до создания контакта между зондами и поверхностью торца слитка 17. При этом срабатывает микровыключатель 14 запуска измерительного блока 3 и производится измерение в первой точке. Далее зондовую головку 2 приподнимают, перемещая каретку 7 устанавливают ее на определенном радиусе во второй точке и повторяют измерение. Для измерения в других точках, расположенных на данном радиусе, турель 4 поворачивают BOKpjjr оси слитка 17, отсчи тывая угол изменения rio шкале 34. Последующие измерения производятся iпосле перемещения зондовой головки Л 4 2 на другие радиусы относительно центра спитка. Количество точек измерения и их выбор зависит от принятой методики измерения. Методика статистической оценки качества ГОСТ 19658-80, применяемая в настоящее время для выходного контроля готовой продукции предусматривает измерение в шести фиксированных точках, расположенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях: четыре точки с края торца и две точки в центре. По схеме измерения, принятой в Данном случае, зондовая головка 2 первоначально устанавливается в крайнее левое положение, определяемое упором 22, затем в центре слитка, где положение фиксируется шариковым фиксатором 15, и в крайнее правое положение, определяемое также упором 22, расположенным симметрично относительно первого. Далее турель 4 поворачивают, фиксируют шариковым фиксатором 16 и повторяют цикл измерения от крайней левой до крайней прарой точки. Предлагаемое устройство может , быть использовано для измерения удельного сопротивления и при измерении времени жизни неосновных носителей заряда. В последнем случае вместо зондовой головки 2 во втулке В устанавливаются сменные зонды, а упругие прижимы 24 рычагов 18 выполняются из токопроводящего материала. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет производить измерение электрофизических параметров слитков любой длины с достаточной точностью, повысить производительность измерений и значительно уменьить металлоемкость конструкции.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЁНИЯГ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СЛИТЮЭВ :ЯЕ /г ИОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИАТЕРЦАЛОВ, содвржащее корпус, зондовую головку, механизм перемещения эондовой головки и механизм фиксации корпуса относительно слитка, отличающевс я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных возможностей и повышения точности измерения, механизм фиксации корпуса относительно слитка выполнен в виде рычагов, попарно установленных на размещенных в корпусе поворотных осях, причем один из каждой пары рычагов жестко закреплен на оси и снабжен упругим прижимом, шарнирно закрепленным на его конце, а друг;ой рычаг этой пары устагновлен на оси шарнирно, кинематически связан с осью посредством пружиW |НЫ и снабжен угловым упором, шарнирно закрепленным на его конце. /