ДАТЧИК-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УСТРОЙСТВА Советский патент 1970 года по МПК G01L17/00 G01R35/02 

Пзобретение относится к радиотехническим устройствам, в частности к электронной технике для измерения удельного соиротивления кристаллов и твердых схем.

Известны снособ и устройство для бесконтактного измерения удельного соиротивления р полупроводниковых пластин с использованием тороидального сердечника с зазором, на полюсы которого нанесена обмотка, являющаяся индуктивностью высокочастотного контура.

Основной недостаток этого сиособа - иогрешность измерения, доходящая до ±10%.

Цель изобретения - создание датчика-нреобразователя для устройств бесконтактного измерения удельного сопротивления полупроводниковых пластин (кристаллов), обеспечивающего высокую точность измерения.

Для достнжения этой цели предназначается тороидальный сердечник с зазором, полюсы которого выполнены в виде усеченных конусов, а нанесенная на каждый из них обмотка расиоложеиа на некотором расстоянии от верщины усеченного конуса, величина которого определяется порядком измеряемого удельного сопротивления.

Принцип действия этого устройства основан на преобразовании удельного сопротивления р в изменение добротности контура.

Датчик-преобразователь иоказан на чертеже. Он представляет собой тороидальный сердечник / из ферромагнитной массы типа «10 В4 или аналогичной ей с воздущным

зазором. Полюсы 2 сердечника выполнены в

виде усеченных конусов, на которые нанесены

половины обмотки 3, являющейся иидуктивностью колебательного контура.

Каждая половииа обмотки расположена на

расстоянии / от вершины соответствующего полюса, определяемом разрешающей способностью датчика для конкретного диапазона р. Так, например, для кристаллов, р которых находится в пределах 0,01-0,1, это расстояние

0,8-1 МЯ1.

Рабочая частота датчика-десятки мгц, а амплитуда иаиряження на контзре (п) - порядка 10 в. Допустимые уходы начального наиряжения и частоты ±5%. Допустимый допуск на сторону кристалла не должен превышать ±0,1 мм.

Работа датчика основана на использовании эффекта возникновения иотерь на вихревые токи в образце, помещенном в электромагннтное иоле.

До начала измерения добротность Qo колебательного контура, индуктивностью которого является обмотка датчика, определяется добротностью датчика. При введении в зазор датщении кристалла в высокочастотное электромагнитное поле, в образце наводятся вихревые токи. Величина их определяется удельным сонротивленнем образца при известной частоте напряженности поля и размерах образца нрн условии, что и диаметр однородного электромагнитного пучка меньше диаметра образца. Добротность контура уменьшается до велнчины QI. Следовательно, разность значений QO-Qi AQ при выполнении указанных условий определяется удельным сопротивлением образца, т. е. AQ f(p).

Датчик обеспечивает точность измерения ±2% благодаря вынолнеиню полюсов в виде усеченного конуса и раснолон ению обмоток на некотором расстоянии от вершины полюсов. Его можно иснользовать на предприятиях электронной промышленности, вынускаюц;их стабилитроиы сплавного типа, а также в лабораториях при исследованиях влияния р на свойства нолупроводинковых приборов.

Предмет изобретения

Датчик-преобразователь для устройства бесконтактного измерения удельного сопротивления нолупроводннковых пластин, нредставляюш,нй собой тороидальный ферромагнитный сердечник с зазором, на полюсы которого ианесена обмотка индуктивности, отличающийся тем, что, с целью снижения ошибки из.мереиил нутем уменьшения измеряемой плошади, а также снижепия ошибки измерения, определяемой неточностью установки измеряемого

образца относительио тангенциальной оси зазора, ПОЛЮСЬ сердечника выполнены в виде усеченных конусов, длина которых пронорциоиальиа измеряемому удельному соиротивлению.