Датчик параметров полупроводниковых материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N22/00 

t

Изобретение относится к радиоизмерительной технике.

Известен датчик параметров полупроводниковых материалов, содержащий цилиндрический резонатор с индуктив- . ным выступом на одной из торцовых стенок, свободный конец которого, расположен в отверстии, выполненном в противоположной торцовой стенке, подвижные индуктивные петли связи и сверхвысокочастотный транзистор, подключенный к источнику питания ij

Однако известный датчик не обеспечивает широкий динамический диапазон измеряемых значений удельного сопротивления и времени жизни свободных носителей зарядао

Целью изобретения является расширение динамического диапазона измеряемых значений удельного сопротивления и времени жизни свободных носителей заряда.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике параметров полуПроводниковых материалов, содержащем цилиндрический резонатор с индуктивным выступом на одной из торцовых стенок, свободный конец которого расположен в отверстии, выполненном в противоположной торцовой стенке, подвижные индуктивные петли связи и сверхвысокочастотный транзистор, подключенный к источнику питания, одна из индуктивных петель связи включена

10 между базой и коллектором сверхвысокочастотного транзистора через введенный конденсатор.

На чертеже приведена структурная схема датчика.

IS

Датчик параметров полупроводниковых материалов содержит цилиндрический резонатор 1 с индуктивным выступом 2 на одной из торцовых стенок, свободный конец которого расположен

20 в отверстии, выполненном в противоположной торцовой стенке, подвижные индуктивные петли 3 и 4 связи и сверхвысокочастотный транзистор 5, 3 подключенный к источнику питания 6, причем индуктивная петля Ц связи вкл чена между базой и коллектором сверх высокочастотного транзистора 5 через конденсатор 7. Датчик работает следующим образом Исследуемый полупроводниковый материал 8 в виде пластины прикладывается к наружной поверхности торцовой стенки цилиндрического резонатора 1 над отверстием, в котором расположен свободный конец индуктивного выступа 2, прижимается к ней пружиной 9 и перемещается микрометрическим винтом 10. Фиксация индуктивной петли k связи осуществляется цанговым зажимом 11. При подаче на сверхвысокочастотный транзистор 5 постоянного напряжения в нем возникают колебания. Амп литуда и частота колебаний определяются добротностью цилиндрического резбнатора 1 с полупроводниковым материалом 8 и коэффициентом связи цилиндрического резонатора 1 с сверхвы сокочастотным транзистором 5. Для обеспечения режима затягивани частоты СВЧ генератора, выполненного на сверхвысокочастотном транзисторе 5, цилиндрическим резонатором 1 в процессе измерения параметров полупроводникового материала 8 должно выполняться условие 5fp, где f - собственная частота СВЧ генерато Рэ; н - частота цилиндрического резонатора 1 с низкоомным полупроводни ковым материалом 8 (р 60 Омсм); fg - частота цилиндрического резонатора 1 с высокоомным полупроводниковым материалом ( Ом-см). Необходимая величина связи СВЧ генератора с резонатором 1 подбирается по току детектора 12 путем перемещения индуктивной петли k связи. . После настройки частоты пустого цилиндрического резонатора 1 на режи затягивания частоты СВЧ генератора измеряют величину сигнала с выхода детектора 12 при помощи блока индикации. Затем к отверстию в торцовой стенке цилиндрического резонатора 1 прикладывают полупроводниковый материал 8 с неизвестным р и по разности сигналов, соответствующих пустому и заполненному цилиндрическому резонатору 1, вычисляют р по формуле и/бг-f/ /tf где К - коэффициент включения полупроводникового материала 8 в СВЧ электрическом поле цилиндрического резонатора 1; 6- диэлектрическая проницаемость полупроводникового материала 8; и QO - добротности цилиндрического резонатора 1 с полупроводниковым материалом 8 и без него. С помощью датчика можно измерять удельное сопротивление р полупроводникового материала 8 путем сравнения с эталонным полупроводниковым материалом, т.е. с известным удельным сопротивлением„ Диапазон измерения р датчиком подбирается экспериментально в процессе измерений путем перемещения индуктивной петли k связи с сверхвысокочастотным транзистором относительно индуктивного выступа 2 и составляет величину 10 -Ю Ом-см, в то время как известный датчик позволяет измерять рв пределах 10 Ю ОмСМ и 10 -10 0м-см. Измерение времени жизни свободных носителей тока датчиком осуществляется по спаду сигнала фотопроводимости при освещении полупроводникового материала 8 импульсакм оптического излучения. Формула изобретения Датчик параметров полупроводниковых материалов, содержащий цилиндрический резонатор с индуктивным выступом на одной из торцовых стенок, свободный конец которого расположен в отверстии, выполненном в противоположной торцовой стенке, подвижные индуктивные петли связи и сверхвысокочастотный транзистор, подключенный к источнику питания, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измеряемых значений удельного сопротивления и времени жизни свободных носителей заряда, одна из индуктивных петель связи включена между базой и коллектором сверхвысокочастотного транзистора через введенный конденсаторИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № ytSSSI, кл. G 01 N 23/24, (прототип).

К&юку

U//fffffffflfVy