Устройство для измерения электрофизических параметров материалов Советский патент 1992 года по МПК H01J37/252 G01N21/66 

уровня ri ep;-;H (У случае металла) илкг пыл светофильтр JIMGJ: максимум пропусдпа зо:;и прспг.димог-.тн и опу-гао полупроводника), /(остаточпьм условием существования такого сдвига является условие h(, гле - энергия квап- тов s выбр.лпкля для регистрации; г.х - JQ сродство к v-TTp.jjH1., Таким образок, если для за;:.г-г.;;.;;: ч-.стоты G3C, точки перегибов крнгкх l(V) и S(V) совпадают, то необходимо увеличить частоты Q0, пока не проявится сдвиг &V.f5

Для точного определения энергетического порога возникновения свечения

ипнпя лп 7 32215 нм (детектор излучения 7 регистрирует на зтой :-,онне кван ты излучении с энергией Ь(х,-3,83 эВ. Записывают вольтамперпую кривую l(V) и определяют изохр.омзтпьш спектр S(V) Обе регистрируемые зависимости г-ыпо- дят на регистраторы, и определяют точ ки перегиба каждой крнвг-: г, соответствующую разность потенциалов и далее . нертгло сродства к элсктригу.

Определяют энергию cporT 4ciBa к электрону для лантана па вольфрамовой

и тока н цепи образца применяют модуля-- подлогкче W (110), Регистрлиню возниипнпя лп 7 32215 нм (детектор излучения 7 регистрирует на зтой :-,онне кванты излучении с энергией Ь(х,-3,83 эВ. Записывают вольтамперпую кривую l(V) и определяют изохр.омзтпьш спектр S(V). Обе регистрируемые зависимости г-ыпо- дят на регистраторы, и определяют точки перегиба каждой крнвг-: г, соответствующую разность потенциалов и далее . нертгло сродства к элсктригу.

Определяют энергию cporT 4ciBa к электрону для лантана па вольфрамовой

Изобретение относится к вакуум- нон электронике. и может быть использовано для определения электрофизических параметров металлов н полупрсзод- ннков. Целью изобретения является рас- пиренне функциональных возможностей устройства, а также noBi.nue.Hiie чувствительности и точности измереии: -. Устройство содер сит источник эл ктронов 2, ось которого направлена на образец/ установленный в держателе 3, эллиптическое зеркало 4 с фокусом на образце. Второй фокус зеркала 4 расположен на узкополосном светофильтр. 6. За ним находится детектор излучения 7. Система регистрации содержит два канала 9, 10, 11 и 12, 13, 14, содерж. дне синхронные детекторы (СД) Юн 13. Опорные входы СД подключены к генератору 15. Блок развертки 16 осуществляет сканирование по энергии электронов. Снимая вольтамперную кривую на обгаз- це и находя перегиб, находят уро .ень энергии вакуума. Одновременно снимают изохроматный спектр и точку перегиба на нем. По этим данным находят сродства к электрону исследуемого образца. 1 ил. i Q S3 А

цига энергиг электротюг с помощью генератора сиу--.-сон::-)льного 1тапряжения 15 20 через трансформатор Т. В качестве (зпукогюго) генератора нлппя;.;ення мо-

жет бь:ть использован; например, гене-гии, Кр, при которой возникло электроратор ГЗ-56/;, которь:: обеспечивает синус.- {дальнее изменение потенциала катода относительно земли. В цепи образца стпт:т ..прм;1 7Г1т Т . с вторичной об:-:о ки которого переменный сигнал подается на вход селективного

магнитное излучение на данной часто- 25 те, для электропоп составляет 0,7 эВ. Определяют энергию сродства к электрону для лантана .83-0..13 аВ, что находится в хоропем согласии с табличным згмчеппем еХ для лантана (4),

вольтметра 9 (типа У2-6), настроен- 30 равным 3,3 эВ.

ного на частоту модуляции. Усиленный сигнал подается на. вход синхронного детектора 10, к, который одновременно подается о .орное напряжение с генератора 15. В качестве синхронного де- 35ал -ктР°м 1Гшт 1 ° излучси.т:-) проводптектора 10 и 13 может friri, нспользо--7 1 f.ia .че им (:,,ергпя

ван детектор . Постояннкй сигналквантов h(0,,3,33 эВ). При этом точки

перегнба на кривих I.(V) и S(V) совпа- лп в проекции на ось аСсцнсс, чтого:ю 40 РИТ о превышении энергии сродства к электрону энергии квантов возникающего излучении. Энергию элскгдоиов падаккцего пучтса электронов повысили путем изменения разности потенциалов ме

с детектора г.;,ступает на вход Y р- -гт- стратора - слмопн у.цег о потенциом.тра (типа ЛК/1 4-003), на вход X подается напряжение : азверткн блока 16.

П р и м е р 1 . Изготовили э.гипгпти- ческое зеркало из оптического стекла К-8 с отрач;а 0 : ЯМ покрытием из алтомиперегнба на кривих I.(V) и S(V) совпа лп в проекции на ось аСсцнсс, чтого: 40 РИТ о превышении энергии сродства к электрону энергии квантов возникающе го излучении. Энергию элскгдоиов падаккцего пучтса электронов повысили пу тем изменения разности потенциалов м

ниепой пленк-и, покрытой пленкой фто- : 45 ДУ- источником 2 и образцом и пр.и;зРИСТОГО Mai HHI ТОЛП. нбЙ НМ, ДЛЯ

предохранения от старения. В спектральной пол-лее 120-1200 им коэффициент отражения такой поверхности составляет 0,8. ;;намотр зеркала 1GO мм. 50 - сргпн квантоп hC00 4,p/t эВ. Зарегпстрирон;пп ые кривые 100 и S (V) смецстгь: друг относительно друга на величину 0,8 оВ. Сродстпо к электрону определяли из соотношения ,9/. эВ - 0,8 - - , l- i л В.

)5 отлн пге от прототип;1, который .я::лп с. i шстрацпеп нег лги: ;.1:.ч : -TV :)iUiJC4 po:tn;.;T coc i oxirMi i .1 уг-ч . П С ор-

Расстояние гт вершины зеркала (отверстие для ввода электронов) до фокусов

:::. Оо -чмсц г. виде плоской ;N:ep . .i около 10x10 мм- (или

; IK ;--., глет ;;oi.rruv, UKe)

...- , 3;:с;; ;-ронот , )

:1;.т.ч.ч о.1 i. iT 3.40ii I э. u i.троим,, ;( , iTf у ггть;.- чг;.ч;:ц1 ч) .

50 ;/: и 300 пластн-П Г- :- в Bir irn:.:: о5.чуч:ип ii мь1:; : - ет-:т Ч (с jXT.i.n ico V-H.:i -м, и

Mil, предллгмсмоп устройство иозролпка у ;его электромагнитного излучения проиодилн на нм, энергия квантов излучения на этой волна h J0- 3,83 эВ. Величина кинетическом энермагнитное излучение на данной часто- те, для электропоп составляет 0,7 эВ. Определяют энергию сродства к электрону для лантана .83-0..13 аВ, что находится в хоропем согласии с табличным згмчеппем еХ для лантана (4),

If p и м е р 2. Определяли сродство к электрону кремния при тех же параметрах аппаратур.) и режимах, как в примере 1. Регистрацию возгпкаждего

квантов h(0,,3,33 эВ). При этом точки

перегнба на кривих I.(V) и S(V) совпа- лп в проекции на ось аСсцнсс, чтого:ю РИТ о превышении энергии сродства к электрону энергии квантов возникающего излучении. Энергию элскгдоиов па -- даккцего пучтса электронов повысили путем изменения разности потенциалов мекводплп измерение интенспвност, возникающего злектрэмагш. гного излучения на другоз длине волны, настроив спето- фапьтр n;i / 250 км, что ссог;четствует

Mil, предллгмсмоп устройство иозролпt T пдепт;:.;-.цциЈ t.vr. i ь папин.-; iii.-е из Ме- ЗаПОЛНОтл. Х С.ОГ ; O i i). 11 - уПиЧеН - ОсрУН

металле И Д1.о :JOI,M проводимости л ечучае проводника, характерклу: ся излучением кманта м.;;:сим -имю лозмо /.aiof; энергии, что обеспсчнва- L%T расмнрение круга измеряемых па раметро 1 лецестпа, причем нет принципиального различия между из- меренпем сродс пм к электрону ме- талла и полупроводника, поскольку механизмом, опрелеч о дм коротковолновую границу излучения, нсзннкакзщего гфи облучении образца электронами, является радиационный захват электрона твердым телом (анализируемым материалом). Форма коротковолновой границы наблюдаемого излучения и форма нарастания вольтампсркой кривой с.преде- лтотся одним фактором - функцией распределения электронов в падающем на образец пучке электронов. Для фиксации положения на энергетической школе как коротковолновой границы спектра, так и порога появления тока на образец (определение уровня энергии пак

ума,

выбираемого ла начало отсчета

кинетической энергии электронов) выбирают -характерную точку кривей (точку ,Q перегиба) и проецируют ее на ось абсцисс. Поэтому, вьтбрав достаточно крупный масштаб по оси энергии, мокно определить требуемые значения тларгик с точностт.мо, дести гаюгчай 0,01 эВ.

35

Фокусировка пучка приводит к умег;ь:,;епито раг бпоса эчектронов по нормально; составляющей скорости, что выражается в су;кепии участка, napacvarnvn вольт- ; амперной кривой и увеличении точности определения эигргетичссксго иоло.енияI характерных крпв .-r::. Дпл сп еде- лелия энергии с.рогтстпа к электрону ;:ет Н2об;идимсстн рйгнстрпрс -зять иол- псстыо c.neKTpfijibnoe расп-р-где.чек те, поскольку .о точке перегиба начального участка спектра г.чжнтэ определить ис- комуто величину.

i - т

ТСУ.НМКО-ЭКС :::;м51ческая .стнвч.ость

предлагав:.ого у-тройстпа зякпючается про;- де всего г р. круга тпмеряем:-к ла-.гметроч матер - о.лон ;ia oiifp

/

пио еро.четс; -- Л--трону дп;- петалj ou д ) .,.;;угфог однл; -оь), дч.лекгг -кя

iipn этом - CKJii .i: /).сг,, так ;-.а.; .HV:M-, И . ЯК ЗГ.|.ЪДКЛ UV4KO.. 4.4e-iv :4 0i ;-/.j, .:i.O.:. О1 ; аиН1 ; .. Г-.. Г и: yC i ;)- :т::

Q 5

0

Q

5

.-

f)

.,

Но, В oTj;:r- -:e or i.:;: е./тп- - ; v rpoiio TI , i;o:;i.oii..- .j.M,: ь. ( . cpo;U-TB, к ле:ст рону, такн:: клк ан.1лн:;л гор ; ..-ктропо:) -но эн:-.рг:1; се::окт ь..--;й :.ioi:;e.-p 9 , ,iii дс-гектс,- l )( ;i ;-.:гпстга- 11(- ЛРУ1 .и канал ехем : регистра- ци м, идентичный перпому, присоединен к :г, Тек1 ору пз:1уче;--(я 7

i содер;га . установленные ггос.чедо агс.хьно селек- Ti -jin-ri i гол.ьт%-.ч: ;-р .,, гл:г:-:рол; :v:rei - тор 10г и регистратор 1 1.. Входы синхронных детекторов 10 ( и JO/i соединены с выходом генер гтора синусоидального напряжения 12, ириче/: последний соединен трянсформтторпу:-э связь с катодом электронной пушки - источника, электронов 2. Блок рлгг-пертк.ч, включенный в цепь регистратора тока- в образце 3, позволяет осуи; 1 гплять сканирование по энергии электрснов.

Формула изобретения

Устройство для пзмеренлк электрофизических параметров материалов, включающее размещенные п вл:-: 1 :,.ч1 ой камере источник элакгрокоз л дг :к:гтель образца, а также детектор излучения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных воз- т-;ол iiocTeit путем измерения энергии средства к лгктрсду в ::ст;итлах и по-1 JiynpoBo;ui:iKa:-:, а тах;;-;е иозьитения чувств гельности и точности измерений, оно дополнительно снабжено эллиптическим зеркалом, установленти-.п между нт.точниксм электроноа и держателем образца, которое имеет отверстие для ввода пучка электронов, узкололоснкм светофильтром, устаконленньм на входе детектора кчл-.-ченик, местоло;:о -г.ние которого совмецепо с одним из фокус -. эллиптического зеркала, другой сюкус которого совпадает с местопо-т хешюм о(1р,, п.ну: .каналь;:ой сис аг.ой регп- отрацнч, - однт канал которой irriKj,;o- чен к детсктсру И- лучет.пя, а диугий - к образцу; I l- i - M xi. санал со,мер- «c:-iT спедт.;.пел1- чс логл .г.лате/гьно солек- viiOifb u лол:. i чс | ; -., - .л.. .- :-;;: л дотек- то) ы рс гпет).- уч ..;.одного снгла.ла, а т. 1х:---.-. гоч. .v f .-..;:r/r.cv, ллл.:,;. .c Kiif, i- L .-; i, :.; . i-,.i ..- ;,u i:-; ie-: с BXiV..-:-,ii (s.ri..: -...: : jiei -K-- торо - и ve.iu i ,)a:(.: ::(::.: ,- ,-:;.у:о с катод/- -f :T - 1 : гч --.ox- i -;.