Способ измерения проводимости тонких пленок Советский патент 1992 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении проводимости проводящих слоев с большим удельным сопротивлением в гибридных структурах, применяемых в микроэлектронике.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения удельных проводимостей.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 - эквивалентная схема измерительной цепи.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит датчик, представляющий собой две металлические площадки 1, напыленные на диэлектрическую подложку 2 и покрытые с внешней стороны тонким диэлектрическим слоем 3. Дат- чик прикладывается к поверхности проводящего слоя 4 гибридной структуры, состоящей из проводящего слоя 4 и диэлектрической подложки 5. Металлические площадки датчика /через резистор 6 электрически соединяются с выходом генератора 7 напряжения низких частот (ГНЧ). Общий контакт резистора 6 и генератора 7 заземляется. Параллельно резистору 6 подключается вход предварительного усилителя 8 блока 9 измерения и регистрации низкочастотных сигналов (УИРС), представляющего собой последовательно включенные предварительный усилитель 8, компенсирующий мост 10, синхронный

vi ю сл

сл с

интегратор 11, широкополосный усилитель 12, синхронный детектор 13, аналого-цифровой преобразователь 14, ЭВМ 15 и два фазовращателя 16 и 17.

При оптимальной настройке фазовращателем 17 фазы опорного сигнала, подаваемого на опорные входы синхронного интегратора 11 и синхронного детектора 13, балансируется компенсирующий мост 10 путем подбора оптимальной фазы с помощью фазовращателя 16 и амплитуды до получения на выходе детектора 13 нулевых показаний. Датчик металлическими площадками 1 через тонкое диэлектрическое покрытие 3 прикладывается к проводящему слою 4 гибридной структуры 4, 5. Удельная проводимость слоя в локальной области приложения датчика определяется расчетным путем на ЭВМ 15 по усиленному падению напряжения на резисторе 6, возникающему при приложении датчика к проводящему слою и подаваемому на ЭВМ с выхода детектора 13 через аналого-цифровой преобразователь 14.

Эквивалентная схема измерительной цепи устройства (фиг. 2) состоит из последовательно соединенных ГНЧ 7, резистора 6, двух эквивалентных конденсаторов Ci и Са, электрически связывающих измерительную цепь с локальным участком проводящего с эквивалентным активным сопротивлением RX, и паразитной емкости датчика Сп.

При выполнении условия выбора частоты переменного напряжения

а

Сп

Л -«.. °УД R U0

где а - нормировочная константа, зависящая от конструктивных размеров датчика и определяемая экспериментально;

и0- напряжение на выходе генерато

ра;

R.

Ux падение напряжения на резисторе

Способ обеспечивает неразрушающий локальный контроль материала, возможность телеграфирования поверхности пленки и широкий диапазон измерения проводимости проводящих слоев, что позволяет его использовать в автоматизированных системах.

Формула изобретения Способ измерения проводимости тонких пленок, заключающийся в подключении участка проводящего слоя пленки к измерительной цепи с помощью металлических контактов, отделенных тонким диэлектрическим слоем, и определении проводимости пленки при возбуждении в ней электрического тока, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона в сторону уменьшения измеряемых удельных прово- димостей, измеряют рабочую и паразитную емкости металлических контактов, а возбуждение электрического тока в пленке осуществляют переменным напряжением низкой звуковой частоты, которая выбирается в соответствии с условием

а

Сп

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении проводимости а проводящих слоев с большим удельным сопротивлением в гибридных структурах, применяемых в микроэлектронике. Цель изобретения - расширение диапазона измерения удельных проводимостей. Способ состоит в подключении участка проводящего слоя пленки к измерительной цепи с помощью металлических контактов, отделенных тонким диэлек- трическим слоем, и определении проводимости пленки при возбуждении в ней электрического тока, для чего измеряют рабочую (С) и паразитную (Сп) емкости металлических контактов, а возбуждение электрического тока в пленке осуществляют переменным напряжением низкой звуковой частоты ш, которая выбирается из условия о/С а) а/Сп . 2 ил. сл С

где о - удельная проводимость участка пленки;40

со- частота переменного напряжения.

Удельная проводимость пленки определяется из соотношения

где а-удельная проводимость пленки; С - рабочая емкость датчика; Сп - паразитная емкость датчика; со-частота переменного напряжения.

г }7

Редактор И.ШмаковаТехред М.МоргенталКорректор Э.Лончакова

Заказ 1174ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

V

-НЬФиг. 2