Устройство для бесконтактного измерения параметров полупроводников Советский патент 1983 года по МПК G01R31/265 H01L21/66 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

1

Изобретение относится к измерению электрофизических свойств материалов и может быть использовано для исследования распределения параметров по поверхности полупроводниковых пластин , в электронной промышленности. : Известно устройство для бесконтактных .измерений параметров полупроводников , содержащее генератор и детек- тор СВЧ, блок обработки, сигнала де- ю тектора и измерительный преобразователь с расположенным внутри исследуе-. мым полупроводниковым образцом, которое позволяет измерять объемные свойства образца

Недостатками устройства является то, что в нем накладываются ограничения на размеры образца и исключается возможность проводить измерения рас- 20 пределения электрических параметров по поверхности образца.

Известны также устройства, содержащие генератор-СВЧ, индикаторный

блок и волноводный щелевой излучатель которые обеспечивают локальность измерения распределения параметров по поверхности образца, однако они не позволяют проводить исследования полупроводников в условиях возбуждения их поверхности источниками излучения, например, света L2 и З Известно также устройство, которое помимо перечисленных блоков имеет источник освещения, создающий пучок света на поверхность образца в месте воздействия СВЧ-поля от волноводного ,«целевого излучателя 4.

Недостатком этого устройства является низкая чувствительность измерений, обусловленная изменением щелевого излучателя.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для бесконтактного измерения параметров полупроводников, содержащее генератор, циркулятор и детектор СВЧ, блок обработки сигнала детектора, измерительный преобразователь в виде отрезка прямоугольного волновода с запредельным отверстием для- возбуждения неравновесной проводимости и держатель пластины. Устройство обеспечивает возможност измерений электрофизических параметров в неограниченных по размерам полупроводниковых пластинах, находящихся на внешней поверхности измерительного преобразователя 5. Однако чувствительность и разрешающая способность известного устройства ограничены из-за неизбежного компромисса между противоречивыми требованиями при выборе размеров измерительного отверстия: требованием увеличения размеров отверстия для оптималь ного согласования измеряемой плестины с резонатором с целью увеличения чувствительности и требованием уменьшения размеров отверстия для повышения локальной разрешающей способности устройства. Цель изобретения - повышение чувст вительности при высокой разрешающей способности. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для бесконтактного измерения параметров полупроводников, содержащем генератор, циркулятор и детектор СВЧ, блок обработки сигнала детектора, измерительный преобразователь в виде отрезка прямоугольного волновода с запредельным отверстием для возбуждения неравновесной проводимости и держатель исследуемой полупроводниковой пластины, в. измерительном преобразователе короткозамкнутом на одном конце, выполнено ганteлeoбpaзнoe отверстие, расположенное на широкой стенке перпендикулярно прс дольной оси волновода на расстоянии, равном половине длины волны генератора СВЧ от замкнутого конца, запредельг ное отверстие расположено на другой широкой стенке волновода, напротив гантелеобразного отверстия, и в ту же стенку введен настроечный штырь. На фиг. 1 показана функциональная схема устройства;.на фиг. 2 - часть измерительного узла с гантелеобразным отверстием. Устройство содержит генератор 1 СВЧ, циркулятор 2, детектор 3 СВЧ, блок 4 обработки сигнала, источник 5 .модулированного возбуждения, например на основе лазера, измерительный узел, включающий короткозамкнутый волновод 6 с гантелеобразным отверстием 7 запредельным отверстием 8 для возбуждения неравновесной проводимости, держатель 9 пластины в виде координатного столика для перемещения полупроводниковой пластины 10 в трех плоскостях. Измерительный узел содержит также настроечный штырь 11 и короткозамыкающий поршень 12. Гантелеобразное отверстие 7 расположено на широкой стенка поперек волновода 6 на половине длины волны от замкнутого поршнем 12 конца волновода 6. Запредельное отверстие 8 для передачи оптического возбуждения от источника 5 расположено на противоположной стенке волновода 6 напротив отверстия 7- Измеряемая пластина 10 закреплена на держателе 9СВЧ мощность от генератора 1 через циркулятор 2 поступает в измерительный узел и поглощается в ограниченной части полупроводниковой пластины 10 напротив отверстия 7 вследствие образования резонансной системы измеряемый участок образца - гантелеобразное отверстие. Формула изобретения Устройство для бесконтактного измерения параметров полупроводников, содержащее генератор, циркулятор и детектор СВЧ, блок обработки сигнала детектора, измерительный преобразователь в виде отрезка прямоугольного волновода с запредельным отверстием для возбуждения неравновесной проводимости и держатель исследуемой полупроводниковой пластины, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности при высокой разрешающей способности, в измерительном преобразователе короткозамкнутом на одном конце, выполнено гантелеобразное отверстие, расположенное на широкой стенке перпендикулярно продольной оси волновода на расстоянии, равном половине длины волны СВЧ генератора от замкнутого конца, запредельное отверстие расположено на другой широкой стенке волновода напротив гантелеобразного отверстия, и в ту же стенку введен настроечный штырь. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Полупроводниковые приборы и их применение. Под ред Я.А. Федотова.

59950296

М., Советское радио, 1970, вып. 23, . Патент США If ,

с. .

кл. D, 1976.

Ф&г.г

fff.