Способ бесконтактного измерения концентрации носителей тока в полупроводниках Советский патент 1986 года по МПК G01R31/265 

Изобретение относится к полупроводниковой технике. Известен способ бесконтактного из мерения концентрации носителей тока в полупроводниках, основанный на из мерении отражения СВЧ-излучения от полупроводникового образца, прижатого Ic открытому торцу волновода и поMeftteHHoiro в импульсное к агнитное поле, Недостатком этого способа является его низкая точность при определении концентрации носителей тока в полупроводниках с ййзкой подвижностью, носителей. V известен также бесконтактный способ измерения концентрации носителей тока в полупроводниках, основанный на пропускании инфракрасного излучения через образец, помещенный в магнитное поле. В этом способе измеряется угол поворота плоскости поляризации излучения и по нему вычисляется концентрация носителей тока в полупройодниках. Недостйтком способа является низкая точность, обусловленная низкой точностью измерения угла поворота плоскости поляризации излучения (по рядка 0,1 угл.град.). Кроме того, отмечается узкий диапазон поддающих ся измерению .величин концентрации .носителей тока (в пределах 10 10 см ). Это обусловлено тем, что при низких концентрациях носителей тока магнитооптическое вращение плос кости йоляризацин становится нелиней ным вследствие влияния переходов зона - зона. Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерения концентрации носителей Поставленная цель достигается тем, что падающее на образец .излучение модулируют по форме поляризации от правой циркуляции к левой, прошедшее через образец излучение пропускают через компенсатор, формируют дихроизм компенсатора равным по величине и противоположным по знаку дихроизму образца, а концентрацию носителей определяют расчетным путем по эначе1яию дихроизма компенсатора. На чертеже показана схема устройства для реализации способа. Устройство содержит источник 1 мо нохроматическогр линейно-поляризо66 ..2 ванного излучения с длиной волны J -10,6 мкм (лазер на СО), фотоупругий модулятор 2 на основе Ge, постоянный магнит 3 с образцом 4, электромагнит 5 компенсатора с компенсатором 6, фотоприемник 7 излучения, избирательный усилитель 8, фазовьй детектор 9, индикаторное устройство 10, блок 11 питания электромагнита, генератор 12 и коллимирующую систему 13. Пример. Линейно-поляризованное излучение А 10,6 мкм пропускают через фотоупругий модулятор по направлению круговой поляризации с частотой модуляции 20 кГц. Модулированное излучение пропускают через образец, помещенный в магнитное поле кэрст постоянного магнита. Прошедшее через образец излучение становится модулированным по интенсивности, его пропускают через компенсатор, изготовленньй из InSb. Изменяя ток в цепи электромагнита компенсатора, формируют дихроиЭм компенсатора равным дихроизму образца. Когда дихроизм образца не равен дихроизму компенсатора, на фотоприемник попадает постоянный и модулированный потоки излучения. Переменный электрический сигнал с фотоприемника 7 усиливается усилителем 8, детектируется и поступает на индикаторное устройство. По нулевому показанию индикатора судят о равенстве дихроизма образца и компенсатора. О величиге дихроизма компенсатора судят по , величине тока в цепи электромагнита компенсатора, который пропорционален концентрации носителей тока в полупроводнике. Концентрацию носителей тока в поупроводнике вычисляют по формуле l -I 27T(K,-K-)d B-g-dA A r -- r. ri(n() концентрация носителей тока где N т эффективная масса носителей тока; п к Е - показатель преломления и диэлектрическая постоянная образца; d толщина образца} - коэффициенты поглощения образца для право- и левоциркулярнополяризованногоизлучения; е - заряд электрона, В - индзгкция магнитного поля, g /( . 3 7029664 частота затухания;Способ обеспечивает пределы измедлина волны электромагнитно- рения концентрации Носителей тока го излучения. см .

СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ, основанный на пропускании инфракрасного излучения че- •рез образец, помещенный в магнитноеполе, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и расширения диапазона измерения концентрации носителей тока, падающее . на образец излучение модулируют по .форме поляризации от правой циркуляции к левой, прошедшее через образец излучение пропускают через компенсатор, формируют дихроизм компенсатора равным по величине и противоположным по знаку дихроизму образца, а концентрацию носителей определяют расчетньм путем по значению дихроизма компенсатора.ю1Cсо а>&Од