Способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок

Способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технической физике, может быть использовано для неразрушающего контроля удельного электросопротивления полупроводниковых пленок и является усовершенствованием основного изобретения по авт. св. № 1642410. Исследуемую полупроводниковую пленку помещают в кювету из немагнитного непроводящего ток материала, наполненную диэлектрической немагнитной жидкостью , температуру которой поддерживают постоянной, что повышает точность измерений 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧ Е С КИХ

РЕСПУБЛИК (5l)s G 01 R 27/02

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1642410 (21) 4849618/21 (22) 28.05.90 (46) 07. 11. 92. Б юл. ¹ 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума (72) А,Н.Ануфриев, А.А.Гасанов, M.Н.Титов и

А.С.Филимонов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1642410, кл. G 01 R 27/02, 1988. (54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛЕНОК

Изобретение относится к технической физике, в частности к электроизмерительной технике, может быть использовано для нераэрушающего измерения (контроля) удельного электросопротивления полупроводниковых пленок и является усовершенствованием основного изобретения по а.с.

¹ 1642410.

В настоящее время известны бесконтактного измерения удельного сопротивления материалов, заключающиеся в том, что при внесении исследуемого образца в колебательный контур изменяются параметры контура (резонансная частота, выходной сигнал, ток и т.п.), и по изменению одного из этих параметров можно судить об электропроводности материала (см. заявку ФРГ №

2636999, кл, G 01 R 27/02, опублик, 1978), Вышеуказанные способы обладают низкой чувствительностью и точностью измерения; нелинейностью отклика, что за. Ж 1774283 А2 (57) Изобретение относится к технической физике, может быть использовано для неразрушающего контроля удельного электросопротивления полупроводниковых пленок и является усовершенствованием основного изобретения по авт. св, №

1642410. Исследуемую полупроводниковую пленку помещают в кювету из немагнитного непроводящего ток материала, наполнен-. ную диэлектрической немагнитной жидкостью, температуру которой поддерживают постоянной, что повышает точность измерений. 2 ил. трудняет калибровку и непосредственное считывание результатов. С:

Известен способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводников, заключающийся в том, что на катушку индуктивности колебательного контура помещают исследуемый образец и по изменению добротности контура судят, об удельном электросопротивлении образ- 4 ца (см, Павлов Л,П. Методы измерения па-: 3 раметров полуп роводниковых материалов, М,: Высшая школа, 1987, с. 44). )00 6д

Данное техническое решение имеет недостаточную точность, поскольку при измерении не учитывается влияние толщины полупроводникового слоя, неизвестно, в каком диапазоне частот изменения добротности максимальны, силовые линии электромагнитного поля катушки колебательного контура направлены под углом к образцу и с увеличением толщины пленки

1774283

Способ осуществляют следующим образом.

Колебательный контур помещают в диэлектрическую немагнитную кювету с инертной диэлектрической жидкостью, 55

Калебательный контур измерительного устройства с помощью переменного конденсатора настраивают в пределе частот 135 — 155

МГц в резонанс (резонансную емкость определяют с помощью формулы Томпсона — =2av L ° С

f (1) где f — частота измерения (135-155 МГц);

L — индуктивность контура (пары катушек Гельмгольца). Гн;

С вЂ” емкость контура (переменного конден атора).

Добротность Q колебательного контура максимальна.

Измеряемый (контролируемый) образец помещают внутрь пары катушек Гельмгольца и по шкале схемы измерения добротности определяют величину абсолютного изменения добротности Л Q. Удельное сопротивление образца определяют по формуле (2) (толщину образца h измеряют любым достаточным по точности способом);

k 1 . y QiQ) () где k — коэффициент пропорциональности, зависящий от материала полупроводника (Ом/см);

h — толщина полупроводниковой пленки (см);

Л Q/Q — относительное изменение добротности контура при введении в него образца (отн. ед.); р — магнитная постоянная (4л10 Гн/см).

Следует отметить, что коэффициент пропорциональности k определяется материалом проводника, Пример конкретного выполнения.

Кювета изготавливается из фторопласта толщиной 3 мм. Катушки Гельмгольца изготовлены из посеребренного медного проводаИ0,8 мм и содержат по два витка.

Диаметр катушек 2,5 см и расстояние между ними 1,7 см. В качестве жидкости использовалась дистиллированная вода с высоким удельным сопротивлением. Температура воды 20 С. Для измерения параметров кано тура использовался измеритель добротности Е9-5А. Индуктивность катушек составляла 130 мкГн, измерения параметров КНС проводились на частоте 140 МГц, Температура и влажность окружающей среды моделировались с помощью климатической камеры Р$1 -46М японского производства. Относительная влажность поддерживалась с точностью+/-2%, температура — +/-1%. Измерения р 10 образцов показали, что при колебаниях влажности от

40 до 80% величины р, полученные по методу-прототипу, колебались в пределах 18% против 7% при измерениях по предложенному способу. Вариации температуры в пределах 17-25 С также показали преиму1774283 щество предложенного способа (5 и 14 Д соответственно).

Составитель А.Ануфриев

Редактор T.Юрчикова Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши

Заказ 3925 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Использование предлагаемого технического решения позволит повысить в элект- 5 ронной промышленности точность бесконтактных способов измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок за счет устранения ошибок, вызванных отклонением температуры об- 10 разца и изменением его поверхностных состояний.

Формула изобретения

Способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок по авт. св. N. 1642410, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок, катушки индуктивности Гельмгольца и образец помещают в немагнитную диэлектрическую кювету, наполненную диэлектрической немагнитной жидкостью, температуру которой поддерживают постоянной.