Способ определения состава полупроводникового твердого раствора Советский патент 1990 года по МПК H01L21/66 

Изобретение относится к полупро- .водниковой технике и может быть использовано для аттестации полупроводниковых твердых растворов, применяемых для изготовления оптических и оптоэле ктрон ных приборов.

Цель изобретения - определение состава растворов, не обладающих естественным двулучепреломлением

Существо способа состоит в следующем.

В кристаллах полупроводниковых твердых растворов, находящихся под

воздействием стационарных механических усилий, индуцируется вынужденное двойное лучепреломление дп и разность фаз и , которые зависят линейно от разности квазиглавных напряжений:

&0 CG (or, -М;(1)

,.-2|а- 4 (or, -M) (2)

где (J, , - квазиглавные значения тензора механических напряжений;

СП СП

о

2

3155760

- фотоупругая постоянная; - кристаллографическое

направление распространения излучения; - направление приложенных

усилий;

- длина волны излучения; - толщина образца.

хр и р хо ве но ру на

хроматическим линейно поляризованным излучением, помещая в схему между поляризатором и анализатором, которые находятся в скрещенном положении,.подвергают кристалл воздействию постоянного механического усилия, регистрируют сигнал на выходе анализатора и находят длину волны излучения, при

Изобретение относится к полупроводниковой технике. Целью изобретения является расширение класса контролируемых объектов за счет обеспечения возможности контроля кристаллов, не обладающих естественным двулучепреломлением, в том числе кристаллов кубической симметрии. К исследуемому образцу прикладывают стационарное механическое усилие, образец зондируют поляризованным оптическим излучением с длиной волны в области края собственного поглощения, регистрируют спектральную зависимость двулучепреломления, находят длину волны излучения и измеряют длину волны излучения, где фотоупругая постоянная равна нулю. Затем по калибровочным зависимостям определяют состав полупроводникового твердого раствора, находящегося под воздействием стационарных механических усилий. Измеренная длина волны примерно соответствует ширине запрещенной зоны, которая монотонно меняется с изменением состава полупроводникового твердого раствора. 2 ил.

При фиксированной температуре для ю которой отсутствует сигнал на выходе заданного направления распростране- анализатора: 0,72 мкм. По градуировочной кривой (фиг. 2) определяют состав X 0,32, что хорошо согласуется с X 0,3, определенным из 15 данных рентгеноспектрального микроанализа.

П р и м е р 2. Объемный кристалл ZnSe,.,(Tex, изготовленный в виде оптической поизмы, предназначенной для

ния С0- является функцией только длины волны излучения и не зависит от механических напряжений. Общая особенность этой зависимости состоит в том, что в области длин волн непосредственно вблизи края собственного поглощения дисперсия С( Х) носит отчетливо выраженный аномальный характер: при 1К0 происходит нерезонанс-20 измерения показателей преломления, по- ная смена знака фотоупругой постоянной, так что Cg( fl0) 0. Длина волны примерно соответствует ширине запрещенной зоны Eq(0 hc/Eq). С измемещают в схему между скрещенными поляризатором и анализатором, подвергают взаимодействию постоянного механического усилия и находят длину волны

нением состава Еа монотонно изменяет-25 излучения, при которой отсутствует ся. Положение изотропной точки Ь0 на

сигнал на регистрирующем устройстве: 0 0,49 мкм, по градуировочной кривой (фиго2) определяют состав X 0,68, что хорошо согласуется с X 0Л7, определенным из данных рентгеноспектрального микроанализа.

шкале длин волн, где фотоупругая постоянная обращается в нуль (С 0), также монотонно смещается в зависимости от состава твердого раствора.

На фиг, 1 изображено устройство для реализации предлагаемого способа на фиг. 2 - калибровочная кривая.

Устройство включает в себя источник 1 света с монохроматором и коллиматором, поляризатор 2, образец 3 анализатор 4, приемник 5 излучения и регистрирующий прибор 6.

Способ осуществляют следующим образом.

Устанавливают поляризатор и анализатор в скрещенное положение в отсутствие образца. Ввводят в систему образец, ориентируют его в заданном кристаллографическом направлении и подвергают воздействию механического усилия.

Изменяя длину волны излучения с помощью монохроматора добиваются гашения сигнала на выходе анализатора и по калибровочным зависимостям находят состав полупроводникового твердого раствора, соответствующий найденной длине волны flq,.

Способ определения состава твердого полупроводникового раствора применяют для аттестации образцов

Пример. Эпитаксиальную структуру зондируют моноизмерения показателей преломления, по-

мещают в схему между скрещенными поляризатором и анализатором, подвергают взаимодействию постоянного механического усилия и находят длину волны

излучения, при которой отсутствует

сигнал на регистрирующем устройстве: 0 0,49 мкм, по градуировочной кривой (фиго2) определяют состав X 0,68, что хорошо согласуется с X 0Л7, определенным из данных рентгеноспектрального микроанализа.

Поскольку в примерах 1 и 2 кристаллы твердых растворов обладают кубической симметрией, то применение известного способа для определения состава не представляется возможным.

Формула изобретения

Способ определения состава полупроводникового твердого раствора, состоящий в том, что аттестуемый образец зондируют поляризованным оптическим излучением с длиной волны в области края собственного поглощения, регистрируют спектральную зависимость двулучепреломления, находят длину волны излучения, отвечающую положению в спектре изотропной точки, и по калибровочным зависимостям определяют состав полупроводникового твердого раствора,отличающийся тем, что, с целью определения состава растворов, не обладающих естественным двулучепреломлением, предварительно к образцу прикладывают стационарное механическое усилие и в качестве изотропной используют точку, где фотоупругая постоянная двулучепреломления равна нулю.

1,0

Я ммм