Емкостной преобразователь дляизМЕРЕНия удЕльНОгО СОпРОТиВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к измерител ной технике и предназначено для конт роля и измерения удельного сопротивления полупроводниковых материалов. Известны емкостные преобразователи, предназначенные для измерения тангенса угла потерь или удельного сопротивления, в которых электроды изготовлены в виде плоскопараллельных полосок, дисков или полукруговых дисков l . Недостатками известных преобразователей является отсутствие экраниро вания (незг мкнутость внешних электро дов), большие помехи,возникающие от посторонних электромагнитных полей и невозможность уменьшения размеров электродов без значительного ухудшения чувствительности, т.е. получения локальности измерений. Ближайшим по техническому решению к предлагаемому является емкостной преобразователь, содержащий основание с высркопотенциальным и низкопотенциальным электродами в виде пло кого диска и окрулсакяцего его кольца 2:1. Недостатки данного преобразователя заключаются в том, что малый зазор между внутренним и внешним электродами и большая площадь торцовой поверхности (рабочей части электродов) преобразователя приводят к низкой чувствительности по сопротивлению, большая боковая поверхность преобразователя определяет значительную емкость на землю и приводит к погрешностям измерения, в невозможности точного согласования выходного сопротивления преобразователя и входного сог ротивления измерительного прибора вследствие применения элементов с сосредоточенными и распределительными параметрами. Цель изобретения - повьииение чувствительности к сопротивлению, точности, локальности, стабильности первичного преобразователя и обеспечения независимости измерений от толщины измеряемого матери.аша. Эта цель достигается тем, что в предлагаемом преобразователе электроды нанесены на основание таким образом, чтобы расстояние между ними по отношению к ширине Кс1ждого электрода удовлетворяло условию

где г,( - радиус внепотенциального

электрода; г - внутренний радиус ниэкопотенциального электрода; Гд - внвиний радиус низкопотенциального электрода. На фиг. 1 изображен емкостный преобразователь с измеряемым образцом, разрез А-А на фиг. 2, на фиг. 2 преобразователь, вид сверху, без образца.

Емкостйый преобразователь содержит высокопотенцйальный электрод 1, заземляе1 1ый электрод 2 и диэлектрическое основание 3.

Образец 4 материала помещают на кольцеобразный выступ основания 3. Зазор, образующийся между электродами 1 и 2 и образцом 4, представляет собой емкость связи. Высокочастотная энергия от генератора наводится через емкость связи и выделяется (рассеивается) в объеме образца. Это процесс отображается эквивгипентной схемой в виде параллельного или последовательного соединения активного сопротивления и емкости. Применение вышеуказанных соотнсяиений размеров электродов 1 и 2 увеличивает длину линий тока и уменьшает плсвдадь эх ектродов, тем самым повышается чувствительность к сопротивлению и снижается к емкости.

Заземляемый электрод 2 в форме коцентрического кольца экранирует рабочую зону преобразователя от внешних электромагнитных полей, и тем самлм повышается точность измерений.

Предлагаемая конфигурация электродов и высокая чувствительность дают возможность соответственно уменьшить размеры преобразователя и получить рабочее поле, сосредоточенное в малом объеме, т.е. локальность и незавсимость измерений от толщины образца

С помощью предлагаемого преобразователя совместно с резонансным или мостовым измерительным прибором возможно осуществлять неразрушаюЬщй контроль исходного полупроводникового материала и распределение его на группы по величине удельного сопротивле,ния без повреждения и загрязнения поверхности материала.

Формула изобретения

Емкостной преобразователь для измрения удельного сопротивления полупроводниковых материалов, содержащий основание с высокопотенциальным и низкопотенциальным электродами в виде плоского диска и окружшсяцего его кольца, отличающийся тем, что, с целью повьааения чувствительности и точности измерений, элек-гроды нанесешл на основание таким образом, чтобы расстояние ме::аду ними по отношению к ширине ка)адого электрода удовлетворяло условию.

-Ъ1,

fj-r,

где г - радиус высокопотенциального

зазора/

г - внутренний радиус низкопотенциального электрода; : ) внешний радиус низкопотенциartbHoro электрода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Нетуш А.В. идр. Высокочастотный нагрев диэлектриков и полупроводников. М.-Л., Госэнергоиздат, 1959 с. 169-182.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 283636, кл. G 01 N 27/22, 1969 (прототип) .

Т