Способ оценки максимальных размеров пор диэлектрических пленок на полупроводниках электронной проводимости Советский патент 1990 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относятся к измерительной технике, предназначено для контроля пористости диэлектрических покрытий и может быть использовано в электронной и других отраслях промышленности .

Целью изобретения является повышение достоверности за счет обеспечения избирательного контроля размера пор максимального диаметра, /

На чертеже приведена полная эквивалентная схема системы электролит - пористый диэлектрик - полупроводник электронной проводимости.

На чертеже обозначено: Rv - сопротивление внешней цепи; Q - сопротивле- ние стадии разряда; Rg диффузионное сопротивление; RЈ - туннельное сопротивление пленки диэлектрика на дне

ЈЛ

поры;

С „ - емкость двойного слоя АИ

электролита на дне поры; С fi6 - емкость двойного слоя электролита на границе с беспористым диэлектриком; Rp- добавочное сопротивление диэлект рика на дне поры, обусловленное хвостом плотности локализованных состояний; К - ключ, включающий сопротивление К„; С - емкость беспористого

С л емкость диэлектри

диэлектрика; на дне поры.

Так как площадь поры S намного меньше площади электролитического контакта, то можно записать

Л

-Ав сдв;

С « С; С «СД5.

(О (2) (3)

После включения катодного смещения происходит накопление ионов водорода на границе раздела диэлектрик - электролит и вызванный этим изгиб зон полупроводника электронной проводимости вниз до тех пор, пока зона проводимости полупроводника не совместится с хвое- том плотности локализованных состояний диэлектрика, чему соответствует замыкание ключа К. В результате воз- росшей проводимости в электролит дополнительно инжектируется заряд g электроны нейтрализуют положительный заряд ионов водорода в двойнослойной области и, как следствие, потенциал электрода смещается относительно исходного значения на величину 3U

(41

«4U - jg/C

«,

Зоны диэлектрика изгинаются вверх и ключ К размыкается. Потенциал электрода постепенно возвращается к своему исходному значению за время, необходимое для вос.становленвя чонов водорода в двойнослойной области, после чего ключ К замыкается и процесс повторяется.

Заряд g связан с площадью S 4 g - B-Sh,

(5)

где В - коэффициент пропорциональности.

Период импульсов осцилляции при 55 неизменной постоянной времени заряда емкости Сдй: Ј (R т ь %) слй опреде,

ляется степенью разряда емкости С „,

выражаемой отношением напряжения, на

Которое разряжается емкость С

0

Vie

к

исходному напряжению на емкости С 4U/U.

В случае,

У в

если

ли/U 0,01 ; С лл const.

(6)

Дб - v-uiiou.(7)

Период импульсов Т осцилляции тока прямо пропорционален, т.е. с учетом (А) и (5)

15

А-Т,

(8)

0

5 0 j

0

5

5 0

где А - коэффициент порпорциональиос- ти, определяемый на эталонных пленках с заданным размером пор.

Для определения размера поры максимального диаметра в пределах электролитического контакта необходимо устанавливать напряжение смещения с помощью линейно выражающегося катодного смещения, при котором возникает осцилляция тока. В этом случае электролит затянут только в пору наибольшего диаметра.

Способ специфичен для полупроводни ков электронной проводимости, так как в отличие от полупроводников дырочной проводимости полупроводник на границе с окислом обогащается основными носителями и внешнее напряжение оказывается приложенным к двойному слою. Формула изобретения

Способ оценки максимальных размеров пор диэлектрических пленок на полупроводниках электронной проводимости, заключающийся в том, что диэлектрическую пленку на полупроводниковом основании приводят в контакт с электролитом и прикладывают к электролиту напряжение смещения, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения достоверности за счет обеспечения избирательного контроля размера пор максимального диаметра, линейно увеличивают отрицательное напряжение смещения до возникновения в системе электролит - пористый диэлектрик - полупроводник электронной проводимости электрических осцилляции, по длительности периода которых судят о площади пор максимального размера в диэлектрике.

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для контроля пористости диэлектрических покрытий и может быть использовано в электронной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение достоверности за счет обеспечения избирательного контроля размера пор максимального диаметра. Способ заключается в подаче на систему электроники пористый диэлектрик - полупроводник электронной проводимости отрицательного линейно изменяющегося напряжения до образования в системе электрических осцилляции, по длительности периода которых судят о площади пор максимального размера в диэлектрике. Способ является специфичным для полупроводников электронной проводимости. 1 ил.