Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для измерения, концентрации примесей и удельного сопротивления полупроводниковых материалов на заданных глубинах от поверхности при неразрушающем промышленном контроле качества полупроводников.
Известен прибор для определения концентрации примесей вблизи поверхности полупроводника вольт-емкостным методом, содержащий геиератор высокой частоты, манипулятор, обеспечивающий контакт полупроводника с измерительным устройством, детектор и вольтметр. На поверхности полупроводника создается барьерпый переход путем металлизации небольшого участка поверхности. Барьерная емкость изменяется от приложепного к контактам перехода запирающего напряжения смещения, к переходу подключают генератор высокой частоты и измеряют величины емкостей для двух зпачений напряжения смещения, концентрацию примесей вычисляют по формуле.
Для определения концентрации примесей требуется много времени на измерения и вычисления; кроме того, ручное управлепие регулирующими элементами прибора понижает точность измерений. Длительиое время измерения приводит к дополнительной потере точности при использовании жидкометаллических контактов для создания барьера (применяемых при неразрушающих испытаниях полупроводниковых материалов), из-за плохой временной стабильности параметров такпх контактов.
Цель изобретения - обеспечпть экспрессизмереппя непосредственной величпны концентрации примесей и повысить точиость измерений.
Поставленная цель достигается тем, что детектор соединен с одним из входов дифференциального усилителя иостояпиого тока, второй вход которого подключен к двум источникам стабильного напряжепия ностоянпого тока через переключатель, уиравляемый генератором низкой частоты, а выход дифференциального усилителя нодключен к контактам барьерного перехода и через емкость к регистрирующему прибору.
На чертеже представлена блок-схема описываемого прибора.
Прибор состоит из генератора / высокой частоты; манипулятора 2 для подключения исследуемого образца 3 полупроводника последовательпо с измерительным токовым резистором 4; усилителя 5 высокой частоты; детектора 6, дифференциального усилителя 7 иостоянного тока, второй вход которого через реле 8 (катушка последнего соединена с геНИКОМ 10 стабилизированных опорных напряжений, выход усилите 1я 7 подключен к контактам исследуемого образца в манипуляторе и через разделительный конденсатор 11 - к вольтметру 12 переменного тока, Описываемый прибор работает следуюш,пм образом. При подключении контактов исследуемого образца 3 к манипулятору па вход усилителя 5 высокой частоты поступает сигнал с амплитудой, пропорциональной барьерной емкости С образца. После усиления сигнала и его детектирования на вход дифференциального усилителя 7 поступает постоянное папряжение и с, по величине соответствующее С. На второй вход дифференциального усилителя подано постоянное напряжение U через контакты реле 8. Это напряжение равно напряжению на выходе детектора, если к манипулятору подключена эталонная емкость С;, вместо образца. Разница между f/c и L-i в случае разбаланса усиливается в усилителе 7. Полученноенапряжениеразбаланса V {f7c-Ui)K подается к образцу 3 как папряжение смещения. Если (Uc-f-i) 0, то смещение уменьшает емкость барьерного перехода. Это в свою очередь уменьшает сигнал на входе усилителя 5 и, следовательно, Uc. Процесс устанавливается, когда смещение отрегулирует емкость С так, что Не станет почти равным 11. При этом . Если ко входу дифференциального усилителя подключить не LI, а L, емкость С установится равной некоторому значению Cz. При этом смещение V на переходе станет соответствовать новому значению С С2. При иереключении Ui и U величина снещепия нриобретает переменную составляющую с амнлитудой АУ(У2-Vi). Вольтметр }2 измеряет эту амплитуду через разделительный конденсатор 11. Величина ДУ пропорциональна величине измеряемой концентрации N. Величины С и Cz заданы стабильными потенциалами L/1 и 6/2, поэтому Ci и С - константы. Концентрация (1/.-УОC C| Л(1/,--1/,) АА1/, где: А (C.C|)eso, S - постоянная величина, неизменная для данного типа прибора и вычисляемая при его конструироваиии. Зная велнч1И1у /1, устанавливают соответствие между показаннями вольтметра 12 и концентрацией Л . Вольтметр для удобства снабжают шкалой, проградуированной в единицах концентрации. Величину задаваемой глубины при необходимости изменяют посредство.м выбора напряжений Ui и Uz. Измерение концентрации с помощью описанного прибора осуществляют следующим образом. В манипулятор помещают исследуемый образец полупроводника, и по шкале прибора 12 отсчитывают значение концентрации примесей в полупроводнике иа заданной глубине. Описываемый прибор позволил значительно сократнть время измереинй и получить непосредственный отсчет измеряемой концентрации без дополнительных построений графиков и вычислений. В описываемом приборе возможно использование жидкометаллических контактов для создания барьера, что упрощает подготовку поверхности полупроводпиков к измерениям. Описываемый прибор может быть использован для промышленного неразрушающего контроля полупроводников при их массовом производстве. Предмет изобретения Прибор для измерения концентрации примесей в нолуироводниках ио вольт-емкостной характеристике барьерного перехода, содержащий последовательно соединенные генератор высокой частоты, манипулятор, усилитель, детектор и регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью проведения экспресс-из.мереиий пеиосредственной величины концентрации иримесей и увеличения точности измерений, детектор соединен с одним нз входов дифференциального усилителя ностоянного тока, второй вход которого подключен к двум источиикам стабильного напряжения иостояпиого тока через переключатель, уиравляемый генератором низкой частоты, а выход дифференниального усилителя подключен к контактам барьерного перехода и через емкость к регистрирующему прибору.
