Способ контроля неоднородности сплавов Советский патент 1978 года по МПК G01N25/32 

Изобретение огносится к способам испытаний материалов, а более конкретно к способам измерения неоднородности сплавов по составу.

Известны зондовые способы контроля неоднородности материалов путем измерения удельного сопротивления и относительной термоэлектродвижущей силы .

Однако эти способы не обеспечивают достаточной точности измерений.

Наиболее блнзкНм техническим решением является способ контроля неоднородности материалов с помощью измерений относительной термоэдс, возникающей в точке контакта нагретого зонда с поверхностью образца, например полупроводника, в котором градиент температуры в локальной области образца создают с помощью зонда, представляющего собой спай термопары с микронагревателем Т2,

Термоэдс измеряется относительно опорного зонда в виде спая термопары без нагревателя. Способ позволяет выявлять неоднородности распределения примесей, которые не обнаруживаются другими способами.

Однако этот способ не позволяет получить степень разрешения неоднородности в областях с микронными размерами, креме того, имеет большие погрешности измерения термоэдс, а следовательно, и неоднородности, так как температура нагретой области образца измеряется термопарой, имеющей в точке контакта с ним неконтролируемые градиенты температуры через спай, зависящие от состояния теплового контакта зонда с образцом.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности и снижение погрешности измерений.

Для этого по предлагаемому способу через аонд и образец пропускают эле трнческий ток, измеряют термоэлектродвижушую силу и ватрачиваемую на ее создание мощность, а степень неоднородности определяют по отношению термоэлектродвижущей силы к этой мощности. При измерении относительной - термоэдс одной ветвью термопары служит зонд, а другой - исследуемый образец. Непосред ственное измерение мощноотн, затрачиваемой на создание градиента температуры, позволяет избежать погрешностей измерения горячей точки, присущих иввестному способу. Пример реализации способа. Способ испытывался ва образцах антимонида индия и его твердых растворах с висмутом с содержанием висмута О, OS до 2,5 %, а также на монокристалличес ких образцах сплава висмута с сурьмой с содержанием висмута около 5%, 90% и 85%. Толщина обравдов от 2 до 10мм Измерения проводились на травленных по верхностях и на сколах. В качестве зонда использовалась вольфрамрвая игла с радиусом закругления острия 25 мкм. Установка зонда на образец производилась с помошью микротвердомера ПМТ-3 с нагружением от 2 до 5 кг и шагом между точками локализации зонда 5 О мк Результаты испытаний образцов с помощью предлагаемого способа сравнивались с результатами химического анализа, полученными на микрорентгенанализаторе РЭМП, а также с результатами, полученными на спектрофотометре HR-2O по зависимости края собственного поглощения от содержания висмута в антимонвде индия, и дали хорошее совпадение. Технико-экономические преимущества способа контроля неоднородности сплавов следующие. Способ позволяет повысить степень разрешения неоднородности и уменьшить погрешности измерений по сравнению с известным. Способ прост л осуществлении и может быть использован для получения экспресс-анализа без применения дорогостоящего оборудования и высококвалифицированного персонала. Применение способа дать экономию на предприятиях по производству полупроводник ковых материалов и в научных исследованиях... Формула изобретения Способ контроля неоднородности сплавов с помощью термоэлектродвижущей . силы, возникающей в локальной области образца, нагретой зовдом, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и снижения погрешности измерений, через зонд и образец пропускают электрический ток, измеряют термоэлектродвижущую силу и затрачиваемую на ее создание мощность, а степень неоднородности определяют по отношению термоэлектродвижущей силы к этой мощности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Ковтонюк Н. Ф., Концевой Ю. А. Измерения параметров полупроводниковых материалов. М., Металлургия, 1970, с. 66-98, 310. 2.Журнал Заводская лаборатория , 1965, № 4, с. 461.