Бесконтактный способ измерения температуры полупроводников

Бесконтактный способ измерения температуры полупроводников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

лтт - ккл

О П И CАИИ Е

ЙЗО6Р Е 1 у Я

ii ц 694774

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 19.05.78 (21) 2618192/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.10.79. Бюллетень № 40 (45) Дата опубликования описания 30.10.79 (51) M. Кл."G 01J 5/58

Государственный комитет (53) УДК 535 511 (088,8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Кораблев, С. Е. Страковская и С. А. Станчиц (71) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Изобретение относится к области приборостроения, преимущественно электронного, и может быть использовано в адсорбционно-десорбционных процессах.

Известны способы бесконтактного измерения температуры (Т) поверхности полупроводников с помощью оптических инфракрасных пирометров. Они имеют большую погрешность определения Т вЂ” примерно

25 С.

Известно использование эллипсометрии для измерения Т поверхности полупроводника. Для этого на поверхность образца направляется монохроматическое поляризованное излучение и измеряются эллипсометрические углы Ь и при отражении светового пучка от поверхности образца в диапазоне Т=20 — 300 С, Угол падения светового пучка на поверхность образца тр устанавливается = 70 .

Использованный в этой работе угол падения светового пучка на поверхность образца, равный 70, не обеспечивает высокой точности оценки температуры.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является бесконтактный способ измерения температуры полупроводников, включающий измерения эллипсометрического угла при отражении монохроматического поляризованно- 30 го излучения от поверхности полупроводника при температуре Ть близкой к комнатной, и при более высокой температуре

Т2 и определение температуры полупроводника по отклонению величины эллипсомстрпческого угла от величины угла, измеренной при температуре Т,. Измеряется эллипсометрический угол ф, определяемый относительным изменением амплитуд компонентов отраженного поляризованного излучения. Минимальная погрешность измерения Т по этому способу составляет

4 С. Такая точность в ряде случаев не является достаточной.

Целью изобретения является повышение точности бесконтактного измерения температуры полупроводников.

Это достигается тем, что измеряют измсненпе эллипсометрического угла Л в интервале температур Т1 и Тз, определяемого относительной разностью фаз компонентов отраженного поляризованного излучения с электрическим вектором, параллельным и перпендикулярным плоскости падения соответственно, при таком угле падения, большем главного, при котором угол Л имеет наибольший температурный коэффициент, причем этот угол падения предварительно определяют экспериментальным или расчетным путем.

694774

На фиг. 1 показаны температурные зависимости эллипсометрического угл а Л для образца GaAs/111/В для трех углов падения светового пучка на поверхность образца при длине волны A,=0,6328 мкм: 5 экспериментальные кривые, измеренные прп углах падения 65 и 77 40 соответственно; кривая, рассчитанная для этого же образца для угла падения cp — — 76 . Расчет проводился на вычислительной машине по точ- 10 ным уравнениям Друде для следующей модели отражающей поверхности образца: поглощающая подложка (GaAs) — поглоо щающая пленка, толщиной =60 А, исходя из температурных зависимостей оптических констант GaAs и пленки, оцененных из двух угловых измерений (при q; — - 65 и =77 40 ); на фиг. 2 представлены зависимости изменения эллипсометрическогс угла

Л, ЬЛ при увеличении Т от комнатной до

420 С от угла падения светового пучка на поверхность образца баАз /111/В, вычисленные по точным уравнениям Друде для разных состояний поверхности образца: кривая 1 — GaAs без поверхностной пленки, кривые 2 и 3 — (1аАз+прозрачная окисная пленка с показателем преломления о

n=1,65 с толщинами 40 и 100 А соответственно, кривая 4 — йаАз+поглощающая пленка с п=1,65 и показателем поглощес ния 1=0,27, толщиной = — 60 А. Как видно, зависимости ЬЛ(р) проходят через максимум при р=76, большем главного угла, 35 который для GaAs для Л=6328 А равен

75,5 С. Оцененная из приведенных на фиг. 2 результатов точность измерения T (при =76 ) в зависимости от состояния поверхности образца, равна 1 — 2 .

Настоящее изобретение имеет преимущество в точности бесконтактного измерения

Т полупроводников. Использование изобретения в технологии позволяет проводить технологические процессы в строго заданном температурном интервале, диктуемом условиями используемой технологии, что повышает качество продуктов технологического процесса.

Формула изобретения

Бесконтактный способ измерения температуры полупроводников, включающий измерения эллипсометрического угла при отражении монохроматического поляризованного излучения от поверхности полупроводника при температуре Т, близкой к комнатной, и при более высокой температуре Т и определение температуры полупроводника :o отклонению величины эллипсометрического угла от величины угла, измеренной при температуре Т,, отличаю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, измеряют изменение эллипсометрического угла Л в интервале температур Т, и T„определяемого относительной разностью фаз компонентов отраженного поляризованного излучения с электрическим вектором, параллельным и перпендикулярным плоскости падения соответственно, при таком угле падения, большем главного, при котором угол Л имеет наибольший температурный коэффициент, причем этот угол предварительно определяют экспериментальным или расчетным путем.

694774

24

7а фиг, 2

Корректор Е. Хмелева

Редактор Н. Коляда

Заказ 2513/10 Изд. № 694 Тираж 780 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Л. Латыев

Техред А. Камышникова

oà гапд 1