Камера для измерения параметров полупроводниковых пластин Советский патент 1980 года по МПК G01R31/00 

(54) КАМЕРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН

Изобретение относитс.я к измерительной технике. Известна камера для измерения параметров полупроводниковых пластин, выполненная в виде короткозамкнутог отрезка запредельного волновода с выступом на одной из широких стенок и элементами связи СЦ . Однако известная камера не обеспечивает измерение параметров в отдельных точках с высоким разрешением. Цель изобретения - повышение раз решающей способности. Для этого в камеру для измерения параметров полупроводниковых пласти выполненную в виде короткозамкнутог отрезка запредельного волновода с выступом на одной из широких стенок и элементами связи, введены стержни которые установлены перпендикулярно широким стенкам короткозамкнутого отрезка запредельного волновода с возможностью осевого перемещения в отверстиях, которые дополнительно выполнены в выступе. На фиг. 1 приведена конструкция камеры; на фиг. 2 - вид по стрелке .А на фиг. 1. Камера для измерения параметров полупроводниковых пластин выполнена в виде короткозамкнутого отрезка 1 запредельного ВОЛНОЁОЦЗ с выступом 2 на одной из широких стенок, элементами 3, 4 связи и стержнями 5, . которые установлены перпендикулярно широким стенкам короткозамкнутого отрезка 1 запредельного волновода с возможностью осевого перемещения с в отверстиях, которые ;5ополнительно выполнены в выступе 2. Камера работает следующим образом. Элементы 3, 4 связи служат для ввода и вывода энергии СВЧ-колебаний. Перемещение стержня 5 осуществляется путем вращения гайки 6. Пружина 7, расположенная между цилиндрическим стаканом 8 и цилиндрическим утолщением 9, обеспечивает постоянный по величине прижим стержня 5 к поверхности исследуемой полупроводниковой пластины 10. Для предотвращения проворачивания стержней 5 при вращении гаек 6 служат шпонки 11, вставленные в стержни 5 и пазы в отверстиях цилиндрического стакана 8. Гайки 6 служат также для фиксирования осевого положения стержней 5.

Измерение удельного сопро ивления Полупроводниковой пластины 10 основано на регистрации потерь,вносимы ею в резонатор, образованной короткозамкнутым отрезком 1 запредельного волновода, выступом 2 и одним или несколькими введенными в полость короткозамкнутого отрезка 1 запредельного волновода стержнями 5.

Удельное сопротивление О полупроводниковой пластины определяется выражением

Р-2К/(:(

где Af. - полоса пропускания резонатора с юлупроводниковой пластиной 10; - полоса пропускания пустого резонатора; К - коэффициент включения полупроводниковой пластины 10 в емкое тной зазор резонатора.

Величина коэффициента включения К определяется соотношением емкостей С, Cj, C и может быть найдена из выражения

k ;

kST

CMI

где

С :&-5рТ

1 4.tJ;.dn

Cj. емкость, обусловленная наличием неконтролируемого зазора между полупроводниковой пластиной 10 и торцом стержня 5;

Cft - емкость между выступом 2 и стенкой короткозамкнутого отрезка 1 запредельного волновода; С - ейкость полупроводниковой пластины 10 под торцом стержня 5; SC-T площадь торца стержня 5; d толщина полупроводниковой пластины

Величину К можно определить либо расчетным путем, либо, экспериментальHd мётбдом возмущения, измеряя зависимость резонансной частоты резонатора от толщины полупроводниковой пластины 10 .

образом, для определения

удельного сопротивления полупроводниковой пластины 10 нужно измерять пбЛЪсУПрОпускания резонатора пустого и с полупроводниковой пластиной

При И31менёний удельного сопротивления р йсё ей ёмую полупроводниковую пластину 10 помещают под торец выcтyha 2 и, опустив один из стержней 5, измеряютполосу пропускания Aijr .нагруженного резонатора. После этого поднимается первый стержень 5, опускается второй и.измеряется

. ...-,

Таким образом, последовательно опуская все N стержней 5 (каждый предыдущий поднимается), измеряют полосу пропускания Д . Полоса пропускания uf сезонатора без полупро. водниковой пластины 1,0 измеряется при опускании одного стержня 5 с зазором между его торцом и стенкой короткозамкнутого Отрезка 1 запредельного волновода. Изменением зазора n ° 5 твляется настройка резонатора на резонансную частоту, на которой проводились измерения AEg , Среднее 3начение р и дисперсию Т) удельного сопротивления р вычисляют из выражений

я4|р, - Stf-p

После нахожденияр и D по изложенной выше методике/ необходимо провести оценку погрешности измерений, Так как при наличии неоднородного распределения удельного сопротивления по площади полупроводниковой пластины 10 возможно, что отдельные участки ее

имеют удельное сопротивление, сущест-: венно отличное от р . Если они не попали под торец стержней 5 и не было измерено их р , то найденное р не соответствует истинному. Незначительно сместив полупроводниковую пластину 10 так, чтобы под стержни 5 попали ругие ее участки, проводят измерение ри всех опущенных стержнях 5 и находят рсь. 3 выражения

о - 2VC - -. . V() V

где полоса резонатора с полупроводниковой пластиной 10 при N опуенных стержнях 5.

Погрешность измерений р и Т) определяется -разностью (р -Роь ) и ниже, чем меньше эта разность.

Камера,, по.-сравнению с прототипом;. обеспечивает измерениепараметров

полупроводниковых пластин в отдельных точках с более высоким разреше- . нием.

Формула изобретения

Камера для измерения параметров полупроводниковыхпластин, выполненная, в виде короткозамкнутого отрезка запредельного волновода с выступом на одной из широких стенок и элементами связи, отличающаяся тем, что, с целью повышения разрешающей спосо.бности, введены стержни, которые установлены перпендикуляр но широким стенкам короткозамкнутого отрезка запредельного волновода с возможностью осевого перемещения в от- . верстиях, которые дополнительно выполнены в выступе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 496515, кл. G 01 R 31/26, 1973.