Изобретение относится к технической физике, в частности к электроизмерительной технике, может быть использовано для неразрушающего измерения (контроля) удельного электросопротивления полупроводниковых пленок и является усовершенствованием основного изобретения по а.с. № 1642410.
В настоящее время известны бесконтактного измерения удельного сопротивления материалов, заключающиеся в том, что при внесении исследуемого образца в колебательный контур изменяются параметры контура (резонансная частота, выходной сигнал, ток и т п ) и по изменению одного из этих параметров можно судить об электропроводности материала (см. заявку ФРГ № 2636999, кл. G 01 R 27/02, опублик. 1978),
Вышеуказанные способы обладают низкой чувствительностью и точностью измерения; нелинейностью отклика, что затрудняет калибровку и непосредственное считывание результатов.
Известен способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводников, заключающийся в том, что на катушку индуктивности колебательного контура помещают исследуемый образец и по изменению добротности контура судят об удельном электросопротивлении образца (см. Павлов Л.П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. М.: Высшая школа, 1987, с. 44).
Данное техническое решение имеет недостаточную точность, поскольку при измерении не учитывается влияние толщины полупроводникового слоя, неизвестно, в каком диапазоне частот изменения добротности максимальны, силовые линии электромагнитного поля катушки колебательного контура направлены под углом к образцу и с увеличением толщины пленки
сл
с
1
V4
fe
|00
|Ы
6
точность способа падает; необходимость использовать эталонный образец.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, заключающийся в измерении изменения добротности контура специальной формы в диапазоне частот 135-155 МГц при помещении в него полупроводниковой пленки (см. авт св. СССР № 1642410, кл. G 01 R 27/02, 1988).
Однако точность этого способа сильно зависит от состояния поверхности полупроводниковой пленки, которая, в свою очередь, зависит от окружающей среды.
Цель изобретения - повышение точности измерения удельного электросопротие- ления полупроводниковых пленок.
Цель достигается тем, что по способу бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок катушки индуктивности и исследуемую полупроводниковую пленку помещают в кювету из немагнитного непроводящего ток материала, наполненную инертной по отношению к пленке и катушкам жидкостью, температуру которой поддерживают посто- янной.
Сущность способа заключается в том, что при погружении в диэлектрическую инертную жидкость полупроводниковая пленка термостатируется при заданной температуре, кроме того, поверхностные состояния ряда последовательно измеряемых полупроводниковых пленок идентичны, так как определяются не свойствами изменяющейся воздушной среды, a ceot чтвами диэлектрической инертной жидкости, которые при измерениях постоянны.
На фиг.1 и 2 приведено устройство, реализующее способ, где 1 - измерительная кювета, 2 - измеритель добротности. Изме- рительнаядиэлектрическая кювета 1 состоит из корпуса 3, крышки 4 с прорезью для образца и градусником 8, В кювете находится немагнитная диэлектрическая жидкость 5, в которую помещены катушки Гельмголь- ца б и измеряемый образец 7. Выводы катушек 9 проходят сквозь стенку кюветы и служат для подключения к измерителю 2 добротности.
Способ осуществляют следующим образом.
Колебательный контур помещают в диэлектрическую немагнитную кювету с инертной диэлектрической жидкостью. Колебательный контур измерительного устройства с помощью переменного конденсатора настраивают в пределе частот 135-155 МГц в резонанс (резонансную емкость определяют с. помощью формулы Томпсона
-с ,(1)
где f - частота измерения (135-155 МГц);
L - индуктивность контура (пары катушек Гельмгольца). Гн;
С - емкость контура (переменного конденсатора).
Добротность Q колебательного контура максимальна.
Измеряемый (контролируемый) образец помещают внутрь пары катушек Гельмгольца и по шкале схемы измерения добротности определяют величину абсолютного изменения добротности AQ. Удельное сопротивление образца определяют по формуле (2) (толщину образца h измеряют любым достаточным по точности способом): п k г L тз,„
р h l/Wo(AQ/Q)-r (
где k - коэффициент пропорциональности, зависящий от материала полупроводника (Ом/см);
h -толщина полупроводниковой пленки (см);
Д Q/Q - относительное изменение добротности контура при введении в него образца (отн. ед.);
- магнитная постоянная (4лЛО Гн/см).
Следует отметить, что коэффициент пропорциональности k определяется материалом проводника.
Пример конкретного выполнения.
Кювета изготавливается из фторопласта толщиной 3 мм. Катушки Гельмгольца изготовлены из посеребренного медного провода О,8 мм и содержат по два витка. Диаметр катушек 2,5 см и расстояние между ними 1,7см. В качестве жидкости использовалась дистиллированная вода с высоким удельным сопротивлением. Температура воды 20°С. Для измерения параметров контура использовался измеритель добротности Е9-5А. Индуктивность катушек составляла 130 мкГн, измерения параметров КНС проводились на частоте 140 МГц. Температура и влажность окружающей среды моделировались с помощью климатической камеры PSL-4GM японского производства. Относительная влажность поддерживалась с точностью +/-2 %, температура - +/-1%. Измерения р 10 образцов показали, что при колебаниях влажности от 40 до 80% величиныр, полученные по методу-прототипу, колебались в пределах 18% против 7% при измерениях по предложенному способу. Вариации температуры в пределах 17-25°С также показали преимущество предложенного способа (5 и 14% соответственно).
Использование предлагаемого технического решения позволит повысить в электронной промышленности точность бесконтактных способов измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок за счет устранения ошибок, вызванных отклонением температуры образца и изменением его поверхностных состояний.°
0
Формула изобретения Способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок по авт. св. N: 1642410, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок, катушки индуктивности Гельмголь- ца и образец помещают в немагнитную диэлектрическую кювету, наполненную диэлектрической немагнитной жидкостью, температуру которой поддерживают постоянной.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок | 1990 |
|
SU1758589A2 |
Способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок | 1988 |
|
SU1642410A1 |
Способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок | 1991 |
|
SU1835522A1 |
СПОСОБ КАРАСЕВА А.А. ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ ТКАНИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА | 1997 |
|
RU2145186C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОДЫ И ЕЕ РАСТВОРОВ В НИЗКОЧАСТОТНОЙ ОБЛАСТИ С ПОМОЩЬЮ L-ЯЧЕЙКИ | 2002 |
|
RU2234102C2 |
СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ПЛОСКИХ ИЗДЕЛИЙ | 1996 |
|
RU2121152C1 |
Устройство для измерения параметров тонких магнитных пленок методом ферромагнитного резонанса на радиочастотах | 2020 |
|
RU2747595C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЕЙ ВЕЩЕСТВ В НИЗКОЧАСТОТНОЙ ОБЛАСТИ С ПОМОЩЬЮ ИНДУКТИВНЫХ L-ЯЧЕЕК | 2006 |
|
RU2347230C2 |
Датчик относительной влажности и температуры | 1990 |
|
SU1763960A1 |
Устройство для исследования резонанса доменных границ в магнитных пленках | 1980 |
|
SU911271A1 |
Изобретение относится к технической физике, может быть использовано для неразрушающего контроля удельного электросопротивления полупроводниковых пленок и является усовершенствованием основного изобретения по авт. св. № 1642410. Исследуемую полупроводниковую пленку помещают в кювету из немагнитного непроводящего ток материала, наполненную диэлектрической немагнитной жидкостью, температуру которой поддерживают постоянной, что повышает точность измерений 2 ил.
Способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок | 1988 |
|
SU1642410A1 |
Авторы
Даты
1992-11-07—Публикация
1990-05-28—Подача