Способ измерения инерционности электрофотографических слоев Советский патент 1981 года по МПК G01N23/227 

Изобретение относится к области измерения параметров полупроводниновых приборов, в частности к облас ти измерения постоянной времени, и может быть использовано для изйерен свойств электрофотографических и ви диконовых слоев. Известен способ измерения переходной характеристики фоторезисторов, заключающийся в освещении исследуемого фоторезистора П-образным импульсом света, измерении его сопротивления через некоторый промежуток времени и вычислении величины постоянной времени изменения сопротивления по измеренным значениям сопротивлений и временного промежут ка 1. Недостатком этого сопособа является невысокая точность измерения при применении его к измерению инер ционности фоторазрядки электрофотографических и видиконовых слоев, ввиду наличия у этих слоев темновой разрядки. Известен способ определения инер ционности фоторазрядки электрофотографических слоев, заключающийся в исследовании скорости спада поверхностного электрического потенциала электрофотографических слоев после освещения импульсом света, зарегистрированной на экране осциллографа и последующих теоретических вычислений 2 . Недостатком способа является ннзкая точность, обусловленная погрешностями визуального наблюдения кривой процесса фоторазрядки на экране осциллографа, а также отсутствие возможности автоматизации процесса измерения устройствами, реализующими этот способ. Цель изобретения - повышение точности и обеспечение возможности автоматизации измерений инерционности фоторазрядки электрофотографических слоев. Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения инерционности электрофотографических слоев, содержащем измерение скорости изменения поверхностного электрического потенциала электрофотографического слоя, после освещения его П-образным импульсом излучения, дополнительно измеряют скорость темновой разрядки электрофотографического слоя перед освещением его, в момент прекращения действия импульса излучения

фиксируют значение поверхностного электрического потенциала и начало времени отсчета, а при достижении скорости спада потенциала, равной начальной скорости темновой разрядки, перед освещением регистрируют значение электрического потенциала и конец времени отсчета.

На фиг. 1 показаны графики последовательности операций измерения инерционности электрофотографического слоя; на фиг. 1 а - график синхроимпульса (импульса управления управляющего измерителем начальной скорости разрядки электрофотографического слоя; на фиг. 1 б - график импульса, управляющего источником освещения; на фиг. 1в - П-образный импульс освещения определенней интенсивности, длИны волны, -крутизны фронтов; .на фиг. 1 гграфик изменения поверхностного электрического потенциала (1-кривая темиовой разрядки слоя, 2кривая разрй ки слоя под действием П-образного импульса оптического излучения, точка В - начало действия импульса оптического излучения, С-конец действия импульса излучения участок СБ-инерционное изменение потенциала слоя, от точки Б справа кривая темновой разрядки слоя импульса освещения, 3-кривая фоторазрядки слоя под действием полубесконечного излучения); на фиг. 1 д график скорости изменения поверхносного электрического потенциала сигнала на выходе блока измерителя скорости на фиг. 1 е - график скорости темновой разрядки слоя на выходе блока памяти (например, пикового детектора); на фиг 1 ж - график изменения потенциалов на обоих входах блока совпадения, момент совпадения скоростей обозначен точкой на фиг. 1 3 - график значения электрического потенциала слоя на элемент памяти в момент прекращения действия имцульса излучения; на фиг. 1 и - график значения электрического потенциала слоя в момент совпадения скоростей; на фиг. 1 к график абсолютного значения разности напряжений во время инерционного послеспада потенциала слоя на фиг. 1 л - график промежутка времени в секундах инерционного послеспада поверхностного потенциала сло на фиг. 2 - блок-схема устройства д осуществления способа..

Устройство содержит (фиг. 2) прорачный, проводящий сигнальный электрод 1, измеряемый образец (полупроводниковый слой) 2, проводящую подложку 3 слоя, измеритель 4 заряда, компенсационный усилитель 5/ блоки б и 8 управляющих синхроимпульсов, источник 7 импульснрго освещения, блок 9 измерителя скорости изменения потенциала,.блок 10 управляемого пикового детектора, блок 11 совпадения, измеритель 12 временного интервала, блок 13 управляемого пикового детектора, управляемый блок 14 регистрации потенциала и вычитающий блок 15.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно заряженный слой 2 помещается под прозрачным электропроводящим сигнальным электродом 1. На выходе игмерителя 4 заряда получаем напряжение, пропорциональное за(Ряду, индуцированному на сигнальном электроде 1. Напряжение с выхода из5мерителя заряда усиливается компенсационным усилителем 5, выход которого подключен к проводящей подложке 3 измерительного слоя 2. В результате чего на проводящей подлож01 6 измеряемого слоя получаем напряжение, равное поверхностному электрическому потенциалу слоя 2.

График поверхностного Электрического потенциала слоя и его измерение под действием излучения (светового, рентген и др,) показан на фиг. 1 г, кривая 2. Выход компенсационного усилителя 5 подключен к проводящей подложке 3, на вход блока 9 измерителя скорости изменения

потенциала, на вход управляемого

блока 14 регистрации электрического потенциала и на блок 13 управляемого пикового детектора. С выхода компенсационного усилителя 5 сигнал

5 поступает на вход блока 9 измерителя скорости изменения потенциала (измерителем скорости изменения потенциала может служить дифференциатор, схемы которых общеизвестны).

0 С выхода блока 9 измерителя скорости сигнал поступает на вход управляемого блока.10 пикового детектора 1(им может служить пиковый детектор) , который включается на короткое время синхроимпульсом с выхода блока б (фиг. 1 а) и этот момент обозначен на графике точкой А на фиг 1 г и точкой Н на графике изменения скорости электрического потенцисша (фиг. 1 д) .

На входе блока 10 пикового де.тектора получаем величину напряжения, пропорциональную скорости изменения потенциала в момент прихода синхроимпульса (фиг. 1 а и фиг. 1 д),

5а его график показан на фиг. 1 е. С выхода блока б управления с определенной задержкой синхроимпульс поступает на вход блока 8 управления управляющего источником 7 излучения

Q (фиг. 1 б и фиг. 1 в) .

Изменение поверхностного электй1Ического потенциала слоя под действием импульса излучения показано на фиг« 1 г-кривая 2, скорость изменесния этогю потенциала показана на

фиг. 1 д. В момент окончания импульса излучения запускается измеритель 12 временного потенциала (первый импульс на графике 1 л) и блок 13 управляемого пикового детектора, запоминающий значение электрического потенциала в момент прекращения импульса излучения (фиг. 1 з). После прекращения импульса излучения поверхностный электрический потенциал слоя будет некоторое время изменяться (фиг. 1 г, кривая 2, участок СБ) .

По мере того, как скорость изменения поверхностного 31лектрического потенциала слоя будет уменьшаться, и когда достигнет первоначальной скорости темновой разрядки (Фиг. 1 ж, точка Д), блок 11 совпадения вьщаст короткий импульс (фиг. 1 л), который остановит измеритель 12 временного интервала и включит управляемый блок регистрации электрического потенциала, который регистрирует значение электрического потенциала при совпадении скоростей темновой разрядки слоя до экспозиции и Ьрсле (фиг. 1 и) . На выходе .вычитающего блока 15 получаем значение разности напряжения uU U4-Uy (фиг. 1 к).

Таким образом/регистрируется промежуток времени инерционного изменения (интервала между импульсами

фиг. 1 л) и абсолютное значение после спада поверхностного электрического потенциала слоя (фиг. 1 к).

Формула изобретения

Способ измерения инерционности электрофотографических слоев, содержащий измерение скорости изменения поверхностного электрического потенциала фоторазрядки после освещения

его П-образным импульсом излучения,

отличающийся тем, что, с целью повышения точности- и возможности автоматизации измерений, дополнительно измеряют скорость темновой разрядки электрофотографического слоя перед освещением его, в момент прёкреицения действия импульса излучения фиксируют значение поверхностного электрического потенциала И начало времени отсчета, а при достиженин скорости спада потенциала, рав ной начальной скорости темновой разрядки, перед освещением регистрируют значение электрического потенциала и конец времени отсчета.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Олеск А.О. Фоторезисторы. М.-Л., Энергия , 1966, с. 13-20. 2. Гайдялис В.И., Маркевич Н.Н., Монтримас Э.А. Физические процессы в электрофотографических слоях. Вильнюс, 1968, с. 178-187.