Устройство для измерения толщины оксидных пленок и покрытий

Устройство для измерения толщины оксидных пленок и покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ii! 590590

ОЛ ИСАИйЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соаз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свил,-ву (22) Заявлено 31.05.74 (21) 2031651/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 20.02.78 (51) М. Кл. G OIB 7/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 531 715 2 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В, Н. Лебедев и В. В. Чернышев

Воронежский ордена Ленина государственный университет им. Л ен ин ского ко м со мол а (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ

ОКСИДНЫХ ПЛЕНОК И ПОКРЫТИЙ

Изооретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для кснтро IH толщины защитных или диэлектрических оксидных пленок или слоев, нанесенных на поверхность металлов или полупроводников.

Известно устройство для измерения толщины диэлектрических пленок или покрытий, содержащее электролитический поляризующий элемент, источник питания этого элемента и индикатор тока, проходящего через указанный элемент (1).

Однако точность измерения толщины этим устройством недостаточна, так как корреляционная взаимозависимость между током и скоростью электрохимического процесса не контролируется.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее последовательно соединенные источник линейно возрастающего напряжения, электролитический элеме IT, индикатор тока, амплитудный селектор и схему управления для источника линейно возрастающего напряжения. Индикатор тока, выполненный в виде электронного преобразователя аналоговой величины в последовательность импульсов реле времени, контролирует величину тока, проходящего через электролитический элемент.

Устройство срабатывает при величине тока, соответствующей моменту перфорации покрытия, и, следовательно, не обеспечивает достаточной точности измерения, толщины покры тий, обладающих дефектами типа трещин царапин, пор и т. д, Ток, обусловленный де фектностью покрытия, может вызвать прежде временное срабатывание устройства.

Целью изобретения является повышенн<: точности измерения.

Для этого в предлагаемом устройстве для измерения толщины оксидных пленок и покрытий, индикатор тока выполнен в виде измерителя скорости нарастания тока.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 линейно возрастающего напряжения, к выходу которого подключены электроды электролитического поляризующего элемента 2. Лнодом электролитического элемента является испытуемый образец. В цепь питания электролитического элемента включен резистор 3, параллельно которому присоединен индикатор 4 тока. Выход индикатора тока присоединен к амплитудному селектору 5, который связан со схемой б управления для источника линейно возрастающего напряжения Напряжение источника, подаваемое на электролитический 3;Icмент, контролируется с помощью вольтмст30 ра 7, 590590

Формула изобретения

Составитель С. Скрипник

Техред Н. Рыбкина

Корректор Л. Денискина

Редактор О. Юркова

Подписное

Заказ 3182/9 Изд. М 159 Тираж 907

НПО Государственного комитета Совста Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Принцип действия устройства основан на автоматической регистрации момента достижения критического напряжения на образце, при котором наблюдается перегиб на вольтамперной характеристике электролитической ячейки с образцом. Этот момент соответствует достижению предельного значения напряженности поля в окисле, при котором начинается движение ионов через всю поверхность окисла. В этом случае соотношение между толщиной оксида и критическим напряжением выражается известным линейным соотношением d=a. Унр, где Уьр — критическое напряжение; d — толщина оксида; а — константа, характерная для данного материала.

Устройство работает следующим образом.

Электролитический элемент располагают на поверхности контролируемого образца и включают в цепь источника линейно возрастающего напряжения. При напряжении ниже критического ток через электролитический элемент незначительно линейно возрастает во времени (ток утечки).

При достижении критического напряжения скорость возрастания тока, а следовательно, и скорость изменения падения напряжения на резисторе 3, резко увеличиваются, что детектируется с помощью индикатора тока, выполненного, например, в виде дифференцирующего блока. Амплитудный селектор, который может оыть выполнен, например, в виде порогового устройства, приводит в действие схему управления для источника линейно возрастающего напряжения. Эта схема обеспечивает отключение указанного источника от сети питания при соответствующей скорости изменения тока через электролитический элемент и одновременно, например, с помощью реле отключает от него электролитический элемент с целью предотвращения дальнейшего роста покрытия. Напряжение на запоминающей емкости источника линейно возрастающего напряжения сохраняется равным U p в момент отключения его от сети и фиксируется с помощью вольтметра 7, отградуированного в значениях толщины покрытия.

Таким образом, благодаря индикации критического напряжения не по абсолютной величине контролируемого тока, а по скорости его изменения, обеспечивается повышение точности измерения толщины оксидных пленок и покрытий давке при наличии в них дефектов.

20 Устройство для измерения толщины оксидных пленок и покрытий, содержащее последовательно соединенные источник линейно возрастающего напряжения, электролитический элемент, индикатор тока, амплитудный се25 лектор и схему управления для источника линейно возрастающего напряжения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения, точности измерения, индикатор тока выполнен в виде измерителя скорости нарастания тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Валитов А.М.-3., Шилов Г. И. Приборы и методы контроля толщины покрытий. Л., «Ма35 шиностроение», 1970, с. 101, 2. Авторское свидетельство СССР Ма322601, кл. G 01В 7/06, 1970.