Устройство для контроля неоднородности полупроводников Советский патент 1975 года по МПК G01R31/26 H01L21/66 

Изобретение относится к исследованиям электрофизических свойств полупроводников Известно устройство для исследования неоднородности материалов, содержащее лазер, телескопическую систему, нелинейный фильтр, поляризатор, импульсный электромагнит, анализатор, фильтр с переменным по сечению поглощением и регистрирующий блок, с помощью которого можно контролировать только неоднородность полупроводниковой пластины по поглощению. В предлагаемом устройстве, с целью одновременного определения нескольких параметров, регистрирующий блок вьшолнен в ви де цветного телевизионного приемника и трех передающих телевизионных камер (ПТК две из которых установлены перед полупроз рачными пластинами, расположенными под углом в сечении зондирующего луча, а тре- тья за фильтром с переменным по сечению поглощением. Кроме того, ПТК соединены каждая с переключателем и тремя амплитуд ными селекторами, выходы которых через переключатель соединены с соответствующим входом цветного телевизионного приемника. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из лазера 1, телескопической системы 2, нелинейного фильтра 3, поляризатора 4, импульсного электромагнита 5, исследуемого образца 6, ПТК 7, плоскопараллельной пластины 9, ПТК 8, анализатора 10, фильтра 11 с переменным по сечению поглощением, ПТК 12, цветного телевизионного приемника 13, трех селекторов 14 нижнего, трех селекторов 16 верхнего уровней, трех селекторов 15 заданного диапазона неоднородностей и четырех трехконтактных переключателей 17, 18. Устройство работает следующим образом. Излучение лазера 1 (в ЁК-диапазоне длин волн) с помощью телескопической системы 2 расщиряется до размеров исследуемого образца 6, с помощью нелинейного фильтра 3 уравнивают интенсивность в сечении пучка и поляризованный поляризатором 4 попадает на исследуемый образец 6. Образец устанавливается в зазоре импульского злфктромагнита 5 пед углом к оптической оси так, что часть излучений отражается от него и попадает на первую ПТК 7 а истальная часть, проходя образец попадана плоско-параллельную пластину 9, ко торая ответвляет часть излучения на втору ПТК 8, а часть пропускает. Далее излучение проходит через анализатор, установленный в положении минимального прохождени и фильтр 11с переменным по сечению поглощением и попадает на третью ПТК 12. При наложении на образец импульсного магнитного поля с частотой 50 гц в каждой точке исследуемого полупроводника происходит поворот плоскости поляризации проходящего излучения. Угол поворота плоскости поляризаций пропорционален локальным концентрациям свободных носителей в зондируемом объеме. В результате на третью ПТК 12 попадает излучение, модулированное в плоскости, перпендикулярной оптической оси, по интенсивности, несущее информацию о координатном распределении свободных носителей в образце. На первую ПТК 7 попадает излучение, несущее информацию об отражении, а на вторую ПТК 8- о поглощении в исследуемом образце. При включении трехконтактного включателя 18 сигналы с выходов ПТК подаются на соответствующие цветовые входы цветного телевизионного приемника 13. В результате на экране получатся наглядные увеличенные изображения неоднородностей исследуемого образца сразу по трем параметрам (отражению, пропусканию и постоянной Верде), совмещенные пространственно, что облегчает анализ результатов из.мерения. Кроме того, на выходе всех трех ПТК установлены по три амплитудных селектора (верхнего 16 и нижнего 14 уровней и заданного диапазона 15), которые могут быть по очереди подключены через трехконтактные переключатели 17 к входам соответствующих цветовых каналов цветного телевизионного приемника. Устанавливая вместо исследуемого образна эталонные образцы с заданной степенью отражения, пропускания и постоянной Верде, амплитудные селекторы путем изменения опорного напряжения могут быть калиброваны так, что при отклонениях укаэанных параметров в нижнюю сторону от допустимого уровня сигнал проходит через амплитудный селектор 14 нижнего уровня на вход соответствующего цветово ° канала (зеленый), при отклонении в верхнюю сторону от допустимого диапазона сигнал проходит через амплитудный селектор 16 верхнего уровня на вход другого цветового канала (красный), а при изменениях параметров образца в пределах, допустимых с точки зрения их применения, сигнал проходит через амплитудный селектор 15 заданного диапазона - на соответствующий вход (синий) цветного телевизионного приемника. Оператор по цвету свечения экрана мгновенно может определить степень однородности образца и отбраковать. Разрещающая способность устройства определяется разрешающей способностью ИКвидекона ПТК, что вполне достаточно для большинства применений. При необходимости, устанавливая перед ПТК увеличительные оптические системы, разрешающая способность устройства может быть увеличена до долей микрона. Предмет изобретения 1. Устройство для контроля неоднородно сти полупроводников, содержащее лазер, телескопическую систему, нелинейный фильтр, поляризатор, импульсный электромагнит, анализатор, фильтр с переменным по сечению поглощением и регистрирующий блок, отличающееся тем, что, С целью увеличения точности определения неоднородности, регистрирующий блок выполнен в виде цветного телевизионного приемника и трех передающих телевизионных камер, две из которых установлены перед полупрозрачными пластинами, расположенными под углом в сечении зондирующего луча, а третья за фильтром с переменным по сечению пог-лощением. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что передающие телевизионные камеры соединены каждая с переключателем и тремя амплитудными селекторами, выходы которых через переключатель соединены с соответствующим входом цветного телевизионного приемника.