Устройство для измерения ширины запрещенной зоны полупроводниковых материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N21/17 

Изобретение относится к измерениям параметрЬв полупроводниковых ма гериалов, а именно ширины запрещенной зоны, и может быть использовано при построении устройств для разбраковки пластин полупроводниковых материалов по ширине запрещенной зоны.

Известно устройство для измерения ширины запрещенной зоны полупроводниковых материалов, содержащее источник излучения, сканирующий монохроматор, кристаллодержатёль, усилитель и регистратор 1.

Наиболее близким к изобретению техническим реибнием является устройство для измерения ширины запрещенной зоны полупроводниковых материалов, содержащее последовательно установленные источник излечения, оптическую систему, сканирующий монохроматор и два кристаллодержателя, ИЗ которых в одном размещен эталонный кристалл, а в другом - исследуекый, причем выхода кристаллодержателей каждый через свой усилитель связаны с регистратором {2.

Недостатком известного устройства является низкая производительность, так как для энергетической привязки

наблюдаеких пиков дифференциальных спектров фотоответа в регистратор необходимо вводить дополнительную информацию о показаниях барабана развертки монохроматора i как в момент начала развертки, так и в последующем. При этом, дифракционная решет.ка в устройстве должна быть жестко связана с показаниями барабана раз10вертки, что значительно усложняет конструкцию устройства.

Цель изобретения - повьлнение производительности.

15

Для достижения указанной цели в устройство для измерения ширины запрещенной зоны полупроводниковых материалов, содержащее последовательно установленные источник излучения, оптическую систему, сканирующий монохроматор, два кристаллодержателя, в одном из которых размещен эталон-г ный кристсшл, а в другом - исследуемый, причем выходы кристаллодер25жателей каждый через свой усилитель связаны с регистратором, дополнительно введено полупрозрачное зеркало, установленное перед кристаллодержателями для распределения между ними

30 излучения, а регистратор выполнен

в виде измерителя временных интервалов .

На чертеже изображена схема устройства для измерения и разбраковки пластин полупроводниковых материалов по ширине запрещенной зоны.

Устройство содержит источник 1 излучения, оптическую систему 2, сканирующий монохроматор, включающий в себя дифракционную решетку 3 и механизм 4 кругового вращения, полупрозрачное зеркало 5, кристаллодержатели с исследуемым 6 и эталонным 7 кристаллами, усилители 8 и 9 и измеритель 10. временных интервалов.

Источник 1 излучения и оптическая система 2 устанавливаются перед дифракционной решеткой 3, связанной с (Механизмом 4 кругового вращения.

Полупрозрачное зеркало 5 устанавливается Перед исследуемым 6 и эталонным 7 кристаллами.

Контакты исследуемого кристалла б подсоединяются к входу усилителя 8, а контакты эталонного кристалла 7 к входу усилителя 9. Выходы усилителей 8 и 9 подсоединены к измерителю 10 временных интервалов.

Устройство работает следующим образом.

Свет от источника 1 излучения чёрез оптическую систему 2 падает на дифракционную решетку 3, вращающуюся с помощью механизма кругового вращения 4 с постоянной скоростью. Луч через полупрозрачное зеркало 5 па

7 дает на исследуемый б и эталонный кристаллы, фотоответы с которых подают, на усилители 8 и 9. Сигналы с: усилителей 8 и 9 подают на измерител 10 временных интервалов.

Наблюдаемый временной сдвиг между сигналами соответствует разности ширин запрещенной зоны эталонного и исследуемого кристаллов и фиксируется измерителем 10 временных интервалов.

Предлагаемое изобретение Позволяет обеспечить возможность автоматически разбраковывать полупроводниковые пластины по ширине запрещенной зоны и получения информации о ширине запрещенной зоны полупро- .. водника в удобной форме, которую легко вводить в автоматизированные системы обработки информации.

Кроме тогр, позволяет соответствующим подбором Едэталонного образца легко осуществлять энергетическу привязку сигналов фотоответа измеряемых образцов и автоматически контролировать распределение ширины запрещенной зоны по толщчне полупроводникового слоя в процессе травления, а также прекращать травление варизонныхполупроводниковых пластин в нужной точке.

Формула изобретения

Устройствр для измерения ширины . запрещенной зоны полупроводниковых материалов, содержащее последовательно установленные источник излучения,, оптическую систему, сканирующий. монохроЕ атор, два кристаллодержателя, в одном из ксэторых размещен эталонный кристалл, а в другом .исследуемый, причём выходы кристаллодержателей каждый через свой усилитель связаны с регистратором, от л и ч аю ш е е с я тем, .что, с целью повьшгения производительности, в него дополнительно введено полупрозрачное зеркало, установленное перед кристаллодержателями, а регистратор выполнен в виде иэмерителя временных интервалов. ,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шалимова К.в. Практикум по полупроводниковым приборам. М., Высшая школа , 1971, с. 95.

2. Патент Великобритании № 1421788 кл. G 1 А, опублик. 1976 (прототип).

1

-а