Датчик электрофизических параметров полупроводников Советский патент 1985 года по МПК G01N22/00 H01L21/66 

2.Датчик по п. 1,отличающ и и с я тем, что торец соленоида расположен в плоскости наружной поверхности торцовой стенки с измерительным отверстием.

3.Датчик по пп. 1 и 2 , отличающийся тем , что

торцовая стенка с измерительным отверстием и внутренняя полость соленоида вьшЬлнены в форме усеченного конуса , ориентированного меныпим основанием в сторону измерительного отверстия .

1. ДАТЧИК ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, содержащий цилиндрический СВЧ-резонатор на одной из торцовых стенок которого расположен индуктивный штырь, а на другой выполнено измерительное отверстие, в которое введён свободный конец индуктивного штыря, а также элементы связи цилиндрического СВЧреЭонатора с СВЧ-генератором и индикатором, отличающийся тем, что, с целью измерения подвижности свободных носителей заряда, введен соленоид, который охватывает цилиндрический СВЧ-резонатор в области измерительного отверстия и установлен соосно с индуктивным штырем. 4аь : эь

Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах и может быть использовано при производстве полупроводниковых приборов, а также в исследовательской практике при изучении свойств новых полупроводниковых материалов.

Известен датчик для измерения электрофизических параметров полупроводников, который содержит отрезок запредельного прямоугольного волновода, на одной из широких стенок которого расположен индуктивный штырь, и связи, причем для измерения параметров полупроводников исследуемый образец помещается в зазор между свободным торцом индуктивного штьфя и щирокой стенкой отрезка запредельного прямоугольного волновода lJ .

Недостатками известного датчика являются необходимость приготовления исследуемых образцов в вцде пластин определенной толщины и формы, трудоемкая операция размещения исследуемо го образца внутри отрезка запредельного прямоугольного волновода под свободным торцом индуктивного штыря и узкий диапазон измерения удельного сопротивления (10 - ю Ом-см).

Наиболее близким по техническому решению к предпагаемому является датчик злектрофизических параметров полупроводников, который содержит цилиндрическ1й СВЧ-резонатор, на одной из торцовых стенок которого расположен индуктивный штырь, а на другой вьтолнено измерительное отверстие, в которое введен свободный конец индуктивного штыря, а также элементы связк цилиндрического СВЧрезонатора с СВЧ-генератором и индикатором.

Однако с помощью такого датчика невозможно измерять подвижность свободных носителей заряда.

Целью изобретения является измерение подвижности свободных носителей заряда.

Поставленная цель достигается тем что в датчик злектрофизических параметров полупроводников, содержащий цилиндрический СВЧ-резрнатор, на одной.из торцовых стенок которого расположен индуктивный щтырь, а на другой выполнено измерительное отверстие , в которое введен свободный конец индуктивного штыря, а также злементы связи цилиндрического СВЧрезонатора, с СВЧ-генератором и иидикатором, введен соленоид, который охватывает цилиндрический СВЧ-резонатор в области измерительного отверстия и установлен соосно с индуктивным штьфем.

Торец соленоида расположен в плоскости наружной поверхности торцовой стенки с измерительным отверстием.

Торцовая стенка с измерительным от верстием и внутренняя полость солено1еда выполнены в форме усеченного конуса, ориентированного меньшим основанием в сторону измерительного отверстия.

На чертеже приведена схема датчика электрофизических параметров полупроводников .

Датчик электрофизических параметров полупроводников содержит ципиндрический СВЧ-резонатор 1, на одной из торцовых стенок которого расположен индуктивный штырь 2, а на другой выполнено измерительное отверстие 3, гибкую металлическую диафрагму 4, элементы 5 связи и соленоид 6, внутренняя полость которого вьлолнена 3 в форме усеченного конуса, а торец расположен в плоскости наружной поверхности торцовой стенки с измер тельным отверстием 3. Датчик электрофизических парамет ров полупроводников работает следую щим образом. /1пя проведения измерений цилиндрический СВЧ-резонатор 1 через элементы 5 связи включается в СВЧ-изме рительный тракт, соленоид 6 подключ ется к внешнему источнику тока..Исследуемый образец 7 полупроводника накладывается на измерительное отверстие 3. Измеряется добротность цилиндрического СВЧ-резонатора 1 с исс1тедуеМ)1М образцом 7 полупровод ника в магнитном поле и вотсутстви магнитного поля, а также добротност цилиндрического СВЧ-резоиатора 1 с эталонным о&разцом удельного сопр тивления в отсутствие магнитного по ля. Измерения производятся при фиксированной резонансной частоте. Настройка цилиндрического СВЧ-резонатора t на фиксированную частоту про изводится путем продольного перемещения индуктивного штыря 2 с помощь гибкой металлической диафрагмы 4. Пojчвижнocть Я« свободных носителей заряда полупроводника определяется из соотношений: r-;f(of 0(6)1-(рРэм - эн CQ,H-Q(o,lQieVPH для низкоомного полупроводника 6 , г ,((в) .С0{вг(о11(р-гэ8)а для высокоомного полупроводника ( - юОм-см), где В индукция магнитного поля в области локализации краевого СВЧ-электрического поля измерительного отверстия; .всоответственно удельное сопротивление низкоомного и высокоомного эталонных полупроводников;Q Q - добротность цш1индри 1еского СВЧ-резонатора 1 с низкоомным и высокоомным эталонными образцами 7; р - удельное сопротивление исследуемого полупроводникового образца; Q, .,Q - добротность цилиндрического СВЧ-резонатора 1 с исследуемым образцом 7 в магнитном поле с И1щукцией Вив отсутствие магнитного пол.. Если удельное сопротивление исследуемого образца 7 неизвестно,, то его предварительно определяют с помощью датчика электрофизических параметров полупроводников по известной методике . Применение предлагаемого датчика. электрофизических параметров полупроводников позволит повысить качество разбраковки, сортировки полупроводникового материала вследствие получения подробной информациц о распределении электрофизических параметров в пределах каждого образца.