DE3528380A1 - Method and device for measuring the propagation time and, if required, the amplitude of acoustic surface waves - Google Patents

Method and device for measuring the propagation time and, if required, the amplitude of acoustic surface waves

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Abstract

Frequency, amplitude and rate of propagation are important parameters for describing acoustic surface waves on piezoelectric crystals. It is possible by means of the method according to the invention to determine the propagation time of a pulse packet of surface waves between two measuring points or between one measuring point and a reflection site. It is therefore possible given a known measuring point spacing to measure the rate of propagation or given a known rate of propagation to locate the reflection site on the crystal surface. In accordance with the invention, a finger transducer is caused to transmit pulse packets of surface waves periodically, and the temporal variation of the potential contrast signal is measured at one or more measuring points. Because of the low bandwidth of the signal chain of a scanning electron microscope, these measurements cannot, however, be carried out in real time. In order nevertheless to achieve a high time resolution, use if made of a sampling method. The measurement sensitivity can be substantially increased if the respective measured value is averaged over a plurality of measurement cycles in order to improve the signal-to-noise ratio. Although it is true that because of the nonlinearity of the potential contrast line the signal level is not proportional to the actual surface potential and thus to the elongation of the wave, the maxima of the measurement signal thus obtained are sure to be points of the same phase whose temporal spacing can be precisely measured. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Laufzeit und gegebenenfalls der Amplitude von akustischen Oberflächenwellen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for measuring the Runtime and possibly the amplitude of acoustic Surface waves according to the preamble of the claim 1, and a device for performing the Procedure.

Elektronische Bauelemente, in denen akustische Oberflächenwellen (im folgenden kurz mit SAW, "Surface Acoustic Waves" bezeichnet) durch Wandlerstrukturen auf Kristalloberflächen angeregt und detektiert werden, gewinnen in der Nachrichten- und Hochfrequenztechnik zunehmend an Bedeutung. Ihre Herstellung in Planartechnologie kann sehr genau, gut reproduzierbar und verhältnismäßig preiswert erfolgen, und ihr Entwurf ist mit den Methoden des Computer Aided Design (CAD) immer besser optimierbar. Dennoch ergeben sich für solche Bauelemente häufig nicht tolerierbare Abweichungen zwischen realisierter und geforderter Übertragungsfunktion. Da man die Ursachen dieser Abweichungen durch Messung der Übertragungsfunktion allein nicht erkennen bzw. lokalisieren kann, müssen auch die ein Wellenfeld an der Oberfläche des Bauelementes charakterisierenden Parameter, beispielsweise mit Laser- oder Elektronensonden ortsaufgelöst abgebildet und gemessen werden. Elektronenstrahlmeßverfahren zur stroposkopischen Abbildung der Wellenfronten laufender Oberflächenwellen in modifizierten Rasterelektronenmikroskopen sind beispielsweise auch aus den Artikeln von H.P. Feuerbaum et al "Visualization of Traveling Surface Acoustic Waves using a Scanning Electron Microscope" (SEM, 1980, I, Seiten 502 bis 509) bzw. "Scanned Electron-Beam Probe shows Surface Acoustic Waves in Action" (Electronics, 19. Mai 1983, Seiten 132 bis 136) bekannt.Electronic components in which acoustic surface waves ( hereinafter referred to as SAW , "Surface Acoustic Waves") are excited and detected by transducer structures on crystal surfaces are becoming increasingly important in communications and radio frequency technology. They can be manufactured very precisely, reproducibly and relatively inexpensively using planar technology, and their design can be optimized with the methods of computer aided design ( CAD ). Nevertheless, there are often intolerable deviations between the implemented and the required transfer function for such components. Since the causes of these deviations cannot be recognized or localized by measuring the transfer function alone, the parameters characterizing a wave field on the surface of the component must also be imaged and measured in a spatially resolved manner, for example with laser or electron probes. Electron beam measuring methods for stroposcopic imaging of the wave fronts of surface waves in modified scanning electron microscopes are, for example, also from the articles by HP Feuerbaum et al "Visualization of Traveling Surface Acoustic Waves using a Scanning Electron Microscope" (SEM, 1980, I, pages 502 to 509) and " Scanned Electron-Beam Probe shows Surface Acoustic Waves in Action "(Electronics, May 19, 1983, pages 132 to 136).

Zur Verbesserung des Entwurfes von SAW-Bauelementen müssen immer mehr physikalische Effekte (Kantenreflexionen, Beugungseffekte) in den CAD-Modellen berücksichtigt werden. Um festzustellen, welche Effekte das Übertragungsverhalten des SAW-Bauelementes am stärksten beeinflussen, bzw. zur Bestimmung der Modellparameter reicht die Abbildung des Wellenfeldes allein nicht mehr aus, so daß zusätzliche Messungen der Ausbreitungsgeschwindigkeit und der Amplitude von Oberflächenwellen notwendig werden.To improve the design of SAW components more and more physical effects (edge reflections, diffraction effects) be taken into account in the CAD models. To determine what effects the transmission behavior influence the SAW component the most, or the figure is sufficient to determine the model parameters of the wave field alone no longer, so that additional Measurements of the propagation speed and the Amplitude of surface waves become necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem die Laufzeit und gegebenenfalls auch die Amplitude von akustischen Oberflächenwellen-Pulspaketen sehr schnell, mit guter Ortsauflösung und hoher Empfindlichkeit gemessen und aufgezeichnet werden kann.The invention has for its object a method and to provide a device of the type mentioned at the outset, with which the term and possibly also the Amplitude of surface acoustic wave pulse packets very fast, with good spatial resolution and high sensitivity can be measured and recorded.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 7 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method solved according to claim 1 and a device according to claim 7.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht insbesondere darin, daß man die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Oberflächenwelle aus der Laufzeit der SAW-Pulspakete zwischen zwei Meßpunkten oder einem Meßpunkt und einer bekannten Reflexionsstelle sehr genau messen, bzw. Reflexionsstellen auf SAW-Bauelementen bei bekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit exakt lokalisieren kann.The advantage that can be achieved with the invention is in particular in that the rate of propagation a surface wave from the running time of the SAW pulse packets between two measuring points or a measuring point and measure a known reflection point very precisely, or Reflection points on SAW components in known Can precisely localize the propagation speed.

Die Ansprüche 2 bis 10 sind auf bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens gerichtet, während die Ansprüche 11 bis 18 Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens betreffen.Claims 2 to 10 are of a preferred embodiment of the method according to the invention, while the  Claims 11 to 18 devices for performing the Procedural concern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is described below with reference to the drawings explained in more detail. Show:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Fig. 1 shows an apparatus for performing the method according to the invention

Fig. 2 den zeitlichen Signalverlauf an verschiedenen Punkten einer Vorrichtung nach Fig. 1 FIG. 2 shows the signal course over time at different points of a device according to FIG. 1

Fig. 3 das mit einer Vorrichtung nach Fig. 1 gemessene Potentialkontrastsignal und Fig. 3 shows the measured with a device according to Fig. 1 potential contrast signal and

Fig. 4 eine Vorrichtung zur Messung der Laufzeit und der Amplitude von SAW-Pulspaketen. Fig. 4 shows a device for measuring the transit time and the amplitude of SAW pulse packets.

Zur Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit und damit der Laufzeit t SAW einer akustischen Oberflächenwelle zwischen zwei, beispielsweise auf der Oberfläche eines SAW-Bauelementes OWB liegenden Meßpunkten, wird ein sogenannter "Interdigital transducer" (im folgenden kurz mit IDT bezeichnet) zur Abstrahlung von akustischen Oberflächenwellen- Pulspaketen SAW veranlaßt. Dies geschieht mit Hilfe eines Signalgenerators SG, der den IDT über einen Leistungsverstärker LV mit einer sinusförmigen Spannung der Frequenz f s anregt. Die an den Metallelektroden des Wandlers IDT anliegende Wechselspannung führt über den piezoelektrischen Effekt zu periodischen Deformationen der Kristalloberfläche, die sich dann als akustisches Wellen mit Geschwindigkeiten zwischen etwa 3000 m/s und 4000 m/s über das SAW-Bauelement OWB ausbreiten. Die Welle dringt bis zu einer Tiefe von etwa einer Wellenlänge in den Kristall ein, wobei die Deformation der Oberfläche im Bereich zwischen 0,1 und 10 Angström liegt. Dabei führt die elektromechanische Kopplung wieder über den piezoelektrischen Effekt zu lokalen Oberflächenpotentialen, die in einem Empfangswandler detektiert oder mit einem Elektronenstrahl PE abgetastet werden können. Zur Erzeugung von SAW-Pulspaketen wird der IDT nicht kontinuierlich, sondern periodisch mit konstanter Wiederholfrequenz f T über eine oder mehrere Perioden der Grundfrequenz f s angeregt. Dies geschieht mit Hilfe eines beispielsweise zwischen Signalgenerator SG und Leistungsverstärker LV angeordneten Amplitudenmodulators AM 1, der um die Zeitspanne t B gegenüber dem Zeitpunkt t o verzögert von einem Triggergenerator TG über einen, die Dauer des Burstimpulses und damit die Zahl der den Wandler IDT anregenden Sinusschwingungen begrenzenden Burstpulsgenerator BPG periodisch mit der Frequenz f T angesteuert wird (Fig. 2a, b, c). Die zur Festlegung des Zeitnullpunktes t o notwendige Synchronisation des Triggergenerators TG erfolgt in bekannter Weise über den Signalgenerator SG. Diese Synchronisation ist nicht unbedingt erforderlich, führt aber zu einer erheblich verbesserten Meßgenauigkeit. Die periodisch mit konstanter Wiederholfrequenz f T angeregten SAW-Pulspakete breiten sich mit einer festen Geschwindigkeit über das Bauelement OWB aus und erzeugen nach der Laufzeit t WP (Fig. 2e) an den in Ausbreitungsrichtung des Wellenpaketes liegenden Punkten der Kristalloberfläche ein zeitabhängiges elektrisches Potential, das man an einem ersten Meßpunkt mit Hilfe eines Primärelektronenstrahls PE abtastet. Dieser fein gebündelte Primärelektronenstrahl PE wird vorzugsweise in der elektronenoptischen Säule eines modifizierten Rasterelektronenmikroskops erzeugt, die im wesentlichen eine aus Kathode, Wehnelt-Elektrode und Anode bestehende Elektronenkanone EG, ein schnelles Strahlaustastsystem BBS und eine Reihe weiterer, in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellter magnetischer Linsen zur Strahlformung und Fokussierung des Primärelektronenstrahls PE aufweist. Die am jeweiligen Meßpunkt von den Primärelektronen PE im piezoelektrischen Kristall erzeugten Sekundärelektronen SE treten durch dessen Oberfläche aus und werden über eine Absaugspannung in Richtung des beispielsweise aus Kollektor, Szintillator und Lichtleiter bestehenden Detektors DT beschleunigt. Der im Detektor DT nachweisbare und aufgrund des Potentialkontrastes in seiner Höhe in Abhängigkeit von dem am Meßpunkt anliegenden Potential schwankende Sekundärelektronenstrom wird anschließend in einem Photomultiplier PM in ein elektrisches Signal (Potentialkontrastsignal) umgewandelt, und in einem nachgeschalteten Vorverstärker PA verstärkt. Zur Bestimmung der Laufzeit t SAW eines SAW Pulspaketes zwischen zwei Meßpunkten auf der Oberfläche eines SAW-Bauelementes OWB erzeugt man wie oben beschrieben SAW-Pulspakete und mißt den zeitlichen Verlauf des Potentialkontrastsignales an mindestens zwei Meßpunkten Da die Frequenz akustischer Oberflächenwellen im allgemeinen zwischen etwa 10 MHz und 1 GHz und damit wesentlich höher als die vor allem durch Szintillator und Photomultiplier PM vorgegebene Grenzfrequenz (ca. 5 MHz) der Signalkette des Rasterelektronenmikroskopes liegt, können diese Messungen nicht in Echtzeit durchgeführt werden. Um dennoch eine hohe Zeitauflösung zu erreichen, verwendet man ein Sampling-Verfahren. Zwar ist die am Ausgang des Photomultiplier PM gemessene Signalhöhe wegen der Nichtlinearität der Potentialkontrast-Kennlinie nicht proportional zum tatsächlichen Oberflächenpotential und damit auch nicht proportional zur Elongation der Oberflächenwelle am betreffenden Meßpunkt, doch sind beispielsweise die Maxima der an den verschiedenen Meßpunkten gewonnenen Signale sicher Punkte gleicher Phase, deren zeitlichen Abstand man sehr genau bestimmen kann.To measure the speed of propagation and thus the transit time t SAW of an acoustic surface wave between two measuring points, for example on the surface of a SAW component OWB , a so-called "interdigital transducer" ( hereinafter referred to as IDT ) is used to emit acoustic surface wave pulse packets SAW causes. This is done with the help of a signal generator SG , which excites the IDT via a power amplifier LV with a sinusoidal voltage of frequency f s . The AC voltage applied to the metal electrodes of the IDT transducer leads to periodic deformations of the crystal surface via the piezoelectric effect, which then propagate as acoustic waves at speeds between approximately 3000 m / s and 4000 m / s via the SAW component OWB . The wave penetrates into the crystal to a depth of approximately one wavelength, the deformation of the surface being in the range between 0.1 and 10 angstroms. The electromechanical coupling again leads to local surface potentials via the piezoelectric effect, which can be detected in a receiving transducer or scanned with an electron beam PE . For generating pulse bursts of the SAW IDT is not continuous but periodically with a constant repetition frequency f T over one or more periods of the fundamental frequency f s stimulated. This is done with the aid of an amplitude modulator AM 1 , for example arranged between the signal generator SG and the power amplifier LV , which is delayed by the time period t B compared to the time t o by a trigger generator TG over a duration of the burst pulse and thus the number of sinusoidal vibrations stimulating the converter IDT limiting burst pulse generator BPG is periodically driven with the frequency f T ( Fig. 2a, b, c). The synchronization of the trigger generator TG necessary to determine the time zero t o takes place in a known manner via the signal generator SG . This synchronization is not absolutely necessary, but leads to a considerably improved measuring accuracy. The SAW pulse packets, which are periodically excited at a constant repetition frequency f T, propagate at a fixed speed over the component OWB and, after the transit time t WP ( FIG one scans PE at a first measuring point with the aid of a primary electron beam. This finely focused primary electron beam PE is preferably generated in the electron-optical column of a modified scanning electron microscope, which essentially does not include an electron gun EG consisting of a cathode, Wehnelt electrode and anode, a fast beam blanking system BBS and a number of other ones in FIG. 1 for reasons of clarity Magnetic lenses shown for beam shaping and focusing of the primary electron beam PE . The secondary electrons SE generated at the respective measuring point by the primary electrons PE in the piezoelectric crystal emerge through the surface thereof and are accelerated via a suction voltage in the direction of the detector DT , which consists for example of a collector, scintillator and light guide. The detectable in the detector DT and due to the potential contrast in its height depending on the potential at the measuring point fluctuating secondary electron current is then converted in a photomultiplier PM into an electrical signal (potential contrast signal) and amplified in a downstream preamplifier PA . To determine the transit time t SAW of a SAW pulse packet between two measuring points on the surface of a SAW component OWB , SAW pulse packets are generated as described above and the time course of the potential contrast signal is measured at at least two measuring points since the frequency of surface acoustic waves is generally between about 10 MHz and 1 GHz and thus significantly higher than the cut-off frequency (approx. 5 MHz) of the signal chain of the scanning electron microscope, which is primarily predetermined by the scintillator and photomultiplier PM , these measurements cannot be carried out in real time. In order to achieve a high time resolution, a sampling method is used. Although the signal level measured at the output of the photomultiplier PM is not proportional to the actual surface potential and therefore not proportional to the elongation of the surface wave at the measuring point in question because of the nonlinearity of the potential contrast characteristic curve, the maxima of the signals obtained at the various measuring points are, for example, certainly the same points Phase whose time interval can be determined very precisely.

Wie schon beschrieben, werden aus dem Wechselspannungs- Ausgangssignal des Signalgenerators SG Burstimpulse mit der Wiederholfrequenz f T erzeugt, die den IDT zur Abstrahlung von SAW-Pulspaketen anregen (Fig. 2d). Die Wiederholfrequenz f T sollte so gewählt werden, daß innerhalb des betrachteten Zeitfensters nur ein Wellenpaket den Meßpunkt erreicht. Üblicherweise liegt diese Frequenz f T in einem Bereich zwischen etwa 50 kHz und 1 MHz. Zur Messung der Zeitabhängigkeit des Potentialkontrastsignales nach dem Sampling-Prinzip wird der Primärelektronenstrahl PE um die Zeit t D gegenüber dem die Abstrahlung des SAW-Pulspaketes einleitenden Triggersignals verzögert über den Impulsgenerator BBG des Strahlaustastsystems BBS mit der Wiederholfrequenz f T kurzzeitig abgetastet, wobei diese Verzögerungszeit t D in etwa der Laufzeit t WP des SAW-Pulspaketes zwischen dem Wandler IDT und dem jeweiligen Meßpunkt entspricht (Fig. 2a, e, f). Der von diesem kurzen Primärelektronenpuls am Meßpunkt ausgelöste, und um die Zeitspanne t PE gegenüber dem Eintastimpuls verzögert auftretende Sekundärelektronenstrom I SE (Fig. 2g) erzeugt im Szintillator des Detektors DT einen Lichtimpuls, der im Photomultiplier PM wiederum um eine Zeitspanne t SE verzögert in ein elektrisches Signal umgesetzt wird (Fig. 2h). Während der Szintillator der ansteigenden Flanke des Sekundärelektronenpulses gut folgen kann, führt die lange Abklingzeit der Fluoreszenzstrahlung zu einem breiten Signalrücken. Dieses Meßsignal wird verstärkt einem Boxcar- Integrator BI (zum Beispiel dem Modell 162 von PAR Princeton Applied Research) zugeführt, der es zur Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses über mehrere Meßzyklen mittelt. Die Breite des Boxcar-Gates BIG stellt man hierbei so ein, daß ein Großteil des verstärkten Photomultiplier Ausgangssignales innerhalb dieser Gatebreite liegt (Fig 2i). Zur weiteren Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses unterwirft man das Signal nach der im Integrator BII durchgeführten Mittelung in einer Signalverarbeitung BIS noch einer Tiefpaßfilterung und liest es schließlich in einen Rechner COM, vorzugsweise in digitalisierter Form ein, oder zeichnet es in anderer Form auf.As already described, burst pulses with the repetition frequency f T are generated from the alternating voltage output signal of the signal generator SG , which stimulate the IDT to emit SAW pulse packets ( FIG. 2d). The repetition frequency f T should be selected so that only one wave packet reaches the measuring point within the time window under consideration. This frequency f T is usually in a range between approximately 50 kHz and 1 MHz. To measure the time dependence of the potential contrast signal according to the sampling principle, the primary electron beam PE is briefly sampled by the time t D compared to the trigger signal initiating the emission of the SAW pulse packet via the pulse generator BBG of the beam blanking system BBS with the repetition frequency f T , this delay time t D roughly corresponds to the transit time t WP of the SAW pulse packet between the converter IDT and the respective measuring point ( FIGS. 2a, e, f). The secondary electron current I SE ( FIG. 2g) triggered by this short primary electron pulse at the measuring point and delayed by the time t PE compared to the scanning pulse generates a light pulse in the scintillator of the detector DT , which in turn is delayed in the photomultiplier PM by a time t SE electrical signal is implemented ( Fig. 2h). While the scintillator can follow the rising edge of the secondary electron pulse well, the long decay time of the fluorescent radiation leads to a broad signal back. This measurement signal is fed to a box car integrator BI (for example model 162 from PAR Princeton Applied Research), which averages it over several measurement cycles to improve the signal-to-noise ratio. The width of the box car gate BIG is set so that a large part of the amplified photomultiplier output signal lies within this gate width ( FIG. 2i). To further improve the signal-to-noise ratio, the signal is subjected to low-pass filtering in signal processing BIS after being averaged in integrator BII and finally read into a computer COM , preferably in digitized form, or recorded in another form.

Um die Zeitabhängigkeit des die SAW-Pulspakete begleitenden elektrischen Potentials an einem Meßpunkt über den in der Signalkette des Rasterelektronenmikroskops gemessenen Sekundärelektronenstrom nach dem Sampling-Prinzip bestimmen zu können, wird die Zeitspanne t D zwischen dem die Abstrahlung der SAW-Pulspakete auslösenden Triggersignal und dem Eintastzeitpunkt des Primärelektronenstrahls PE über ein einstellbares, vorteilhafter Weise über einen Rechner COM gesteuertes Verzögerungsglied SVG langsam verändert.In order to be able to determine the time dependency of the electrical potential accompanying the SAW pulse packets at a measuring point via the secondary electron current measured in the signal chain of the scanning electron microscope according to the sampling principle, the time period t D between the trigger signal which triggers the radiation of the SAW pulse packets and the moment of scanning of the primary electron beam PE is slowly changed via an adjustable delay element SVG controlled advantageously by a computer COM .

Hat man den zeitlichen Verlauf des Potentialkontrastsignales an einem ersten Meßpunkt nach dem oben beschriebenen Verfahren ermittelt, wird der Primärelektronen- Strahl PE anschließend auf einen zweiten Meßpunkt positioniert, an dem man ebenfalls den zeitlichen Verlauf des Potentialkontrastsignales über den Sekundärelektronen- Strom aufzeichnet. Die Laufzeit t SAW des SAW-Pulspaketes zwischen diesen beiden Meßpunkten ergibt sich dann in einfacher Weise aus der Differenz der Zeiten, die den Punkten gleicher Phase, wie sie beispielsweise die Maxima des gemessenen Sekundärelektronen-Signals darstellen, in den am jeweiligen Meßpunkt aufgezeichneten Potentialkontrastsignalen zuzuordnen sind. Diese Zeitdifferenz läßt sich auch leicht automatisch im Rechner, etwa mit Hilfe der mathematischen Verfahren der Korrelation bzw. Autokorrelation ermitteln. Ist insbesondere der Abstand der Meßpunkte bekannt, so berechnet sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit der akustischen Oberflächenwellen auf dem Kristall unmittelbar aus dem durch Meßpunktabstand und Laufzeit t SAW gebildeten Quotienten.Once the time course of the potential contrast signal has been determined at a first measuring point using the method described above, the primary electron beam PE is then positioned at a second measuring point at which the time course of the potential contrast signal is also recorded via the secondary electron current. The transit time t SAW of the SAW pulse packet between these two measuring points is then obtained in a simple manner from the difference in times which assign the points of the same phase, such as the maxima of the measured secondary electron signal, in the potential contrast signals recorded at the respective measuring point are. This time difference can also easily be determined automatically in the computer, for example with the aid of the mathematical methods of correlation or autocorrelation. If in particular the distance between the measuring points is known, the speed of propagation of the surface acoustic waves on the crystal is calculated directly from the quotient formed by the measuring point distance and transit time t SAW .

Um sicherzustellen, daß die Messungen an beiden Meßpunkten unter nahezu gleichen äußeren Bedingungen (gleiche Temperatur, gleicher Kontaminationsgrad etc.) durchgeführt werden, ist es vorteilhaft, die Potentialkontrastsignale nicht nacheinander, sondern quasi gleichzeitig aufzuzeichnen. Hierzu positioniert man den Primärelektronenstrahl PE sehr schnell abwechselnd auf beiden Meßpunkten und detektiert das jeweils resultierende Potentialkontrastsignal für feste, allein durch die Verzögerungszeit t D definierte Phasen. Dieses Verfahren ist immer dann anwendbar, wenn die Positionierung des Primärelektronenstrahls sehr schnell im Vergleich zur Variation der Verzögerungszeit t D erfolgt. Wird die Verzögerungszeit t D in diskreten Schritten variiert, ist es von Vorteil, das Positionieren des Primärelektronenstrahles PE, das Aufzeichnen des Potentialkontrastsignals und die Variation der Verzögerungszeit t D zu synchronisieren, indem man die Verzögerungszeit t D erst dann ändert, wenn das Potentialkontrastsignal an beiden Meßpunkten aufgezeichnet ist.In order to ensure that the measurements at both measuring points are carried out under almost the same external conditions (same temperature, same degree of contamination, etc.), it is advantageous not to record the potential contrast signals one after the other, but quasi simultaneously. For this purpose, the primary electron beam PE is positioned very quickly alternately on both measuring points and the resulting potential contrast signal is detected for fixed phases defined solely by the delay time t D. This method can be used whenever the positioning of the primary electron beam takes place very quickly in comparison to the variation of the delay time t D. If the delay time t D is varied in discrete steps, it is advantageous to synchronize the positioning of the primary electron beam PE , the recording of the potential contrast signal and the variation of the delay time t D by changing the delay time t D only when the potential contrast signal at both Measuring points is recorded.

Auf einen zweiten Meßpunkt zur Bestimmung der Ausbreitungsgeschwindigkeit eines SAW-Pulspaketes kann ganz verzichtet werden, wenn sich in bekanntem Abstand von einem ersten Meßpunkt eine, beispielsweise photolithographisch aufgebrachte Reflexionsstelle befindet. Durch Nachweis der an diesem ersten Meßpunkt von einlaufenden und reflektierten SAWPulspaketen induzierten Potentialänderungen kann man wie schon beschrieben, die Laufzeit der Wellenpakete zwischen diesem Meßpunkt und der Reflexionsstelle, und damit deren Ausbreitungsgeschwindigkeit bestimmen.At a second measuring point to determine the speed of propagation a SAW pulse package can be omitted entirely be at a known distance from a first Measuring point one, for example photolithographically applied Reflection point is located. By proof of the this first measuring point of incoming and reflected SAW pulse packets can induce potential changes as already described, the runtime of the wave packets between this measuring point and the reflection point, and thus determine their speed of propagation.

Ein mit Hilfe der beschriebenen Anordnung an einem Punkt der Oberfläche eines SAW-Bauelementes aufgezeichnetes Potentialkontrastsignal ist in Fig. 3 dargestellt. Aufgetragen ist der in Abhängigkeit von der Zeit in willkürlichen Einheiten gemessene Sekundärelektronenstrom I SE . Es handelt sich hierbei um ein einlaufendes Wellenpaket IWP, das an einer Störung der Kristalloberfläche teilweise reflektiert wird (RWP). Aus dem zeitlichen Abstand der Punkte gleicher Phase (durch Pfeile in Fig. 3 markiert) kann man wieder die Laufzeit t SAW = t 2 - t 1 des Wellenpaketes und daraus bei bekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit die Reflexionsstelle auf dem Kristall sehr genau lokalisieren. An der Form des durch die reflektierten Wellenpakete erzeugten Potentialkontrastsignals RWP kann man unter Umständen auch erkennen, ob es sich um eine Einfach- oder Mehrfachreflexion handelt.A potential contrast signal recorded with the aid of the described arrangement at a point on the surface of a SAW component is shown in FIG. 3. The secondary electron current I SE measured as a function of time in arbitrary units is plotted . This is an incoming wave packet IWP , which is partially reflected by a disturbance in the crystal surface ( RWP ). From the temporal distance between the points of the same phase (marked by arrows in FIG. 3), the transit time t SAW = t 2 - t 1 of the wave packet and, given a known propagation speed, can be used to locate the reflection point on the crystal very precisely. From the shape of the potential contrast signal RWP generated by the reflected wave packets, it can also be recognized under certain circumstances whether it is a single or multiple reflection.

Aus der gemessenen Laufzeit t SAW der SAW-Pulspakete zwischen einem Meßpunkt und einer Reflexionsstelle, kann man mit Kenntnis der im allgemeinen anisotropen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Oberflächenwellen auf dem Kristall die dem jeweiligen Meßpunkt zugeordnete Ortskurve aller möglichen Reflexionsstellen berechnen. Wiederholt man dieses Verfahren an einem zweiten Meßpunkt, so definiert der Schnittpunkt dieser Kurven den Ort der tatsächlichen Reflexionsstelle. Führt man dieses Verfahren für sehr viele Meßpunkte durch, so können zusätzlich auch noch Lage und Form der für die Reflexion der Oberflächenwellen verantwortlichen Störung im Kristall bestimmt werden.From the measured transit time t SAW of the SAW pulse packets between a measuring point and a reflection point, one can calculate, with knowledge of the generally anisotropic propagation speed of the surface waves on the crystal, the locus of all possible reflection points assigned to the respective measuring point. If this process is repeated at a second measuring point, the intersection of these curves defines the location of the actual reflection point. If this method is carried out for a large number of measuring points, the position and shape of the interference in the crystal responsible for the reflection of the surface waves can also be determined.

Eine Anordnung zur Messung der Laufzeit t SAW und der Amplitude einer akustischen Oberflächenwelle ist in Fig. 4 dargestellt. Bei der reinen Laufzeitmessung ist das gemessene Sekundärelektronen-Signal wegen der Nichtlinearität der Potentialkontrastkennlinie nicht proportional zur SAW- Elongation. Eine Linearisierung kann aber erreicht werden, indem man das Potentialkontrastsignal über eine Rückkopplungsschaltung konstant hält, und damit stets im gleichen Punkt der Kennlinie arbeitet. Dazu muß allerdings die Amplitude der akustischen Oberflächenwelle an jedem Meßpunkt konstant gehalten werden, indem man die elektrische Anregung des die Wellenpakete abstrahlenden IDT mit Hilfe eines einstellbaren Abschwächers entsprechend nachregelt. Da die mechanische und elektrische Amplitude der erzeugten Oberflächenwelle über einen weiten Frequenz- und Spannungsbereich in sehr guter Näherung eine lineare Abhängigkeit von der am IDT anliegenden Spannungsamplitude zeigt, kann man die Stellgröße des Regelkreises, also das Eingangssignal am IDT als Meßsignal benutzen.An arrangement for measuring the transit time t SAW and the amplitude of a surface acoustic wave is shown in FIG. 4. In the case of pure transit time measurement, the measured secondary electron signal is not proportional to the SAW elongation because of the nonlinearity of the potential contrast characteristic. However, linearization can be achieved by keeping the potential contrast signal constant via a feedback circuit and thus always working at the same point on the characteristic. For this purpose, however, the amplitude of the surface acoustic wave must be kept constant at each measuring point by adjusting the electrical excitation of the IDT emitting the wave packets with the aid of an adjustable attenuator. Since the mechanical and electrical amplitude of the surface wave generated shows a linear dependence on the voltage amplitude applied to the IDT over a wide frequency and voltage range, the manipulated variable of the control loop, i.e. the input signal at the IDT, can be used as a measurement signal.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung wird die erwähnte Linearisierung über eine Rückkopplungsschleife RS erreicht. Als Stellglied dient ein beispielsweise zwischen dem Amplitudenmodulator AM 1 und dem Leistungsverstärker LV angeordneter PIN-Dioden-Abschwächer AM 2. Das Sekundärelektronen-Signal am Ausgang des Boxcar-Integrators BI wird nach Substraktion des beispielsweise von einer hochgenauen Referenzspannungsquelle gelieferten Sollwertes SW zur Einstellung des Arbeitspunktes einem Regler R, beispielsweise einem Proportionalregler zugeführt, der die Abschwächung des PIN-Dioden-Modulators AM 2 und damit die Amplitude der Burstimpulse am IDT steuert. Das bei der reinen Laufzeitmessung beschriebene Sampling- Verfahren bzw. die Signalverarbeitung im Boxcar-Integrator BI bleiben hierbei unverändert. Die Spannung am IDT, als eigentlicher Meßgröße, braucht man nicht direkt zu messen, sondern kann über die unmittelbar zugängliche Steuerspannung am PIN-Dioden-Abschwächer AM 2 bestimmt werden. Wie schon bei der reinen Laufzeitmessung, werden zur Bestimmung der Laufzeit t SAW und der Amplitude einer akustischen Oberflächenwelle die zeitabhängigen Potentialkontrastsignale an mindestens einem Meßpunkt nach dem schon beschriebenen Verfahren aufgezeichnet. Während sich die Laufzeit t SAW der SAW-Pulspakete wieder aus der Differenz der den Punkten gleicher Phase im jeweiligen Potentialkontrastsignal zugeordneten Zeiten berechnet, kann die Amplitude der akustischen Oberflächenwelle für eine definierte Phase (vorzugsweise Maxima) relativ zu einem beliebigen Meßpunkt auf der Oberfläche des SAW- Bauelementes OWB durch Vergleich der für diese Phase jeweils gemessenen Steuerspannungen am PIN-Dioden-Abschwächer AM 2 bestimmt werden.In the arrangement shown in FIG. 4, the above-mentioned linearization is achieved via a feedback loop RS . A PIN diode attenuator AM 2 arranged, for example, between the amplitude modulator AM 1 and the power amplifier LV serves as the actuator. The secondary electron signal at the output of the box car integrator BI , after subtracting the setpoint value SW , for example, supplied by a high-precision reference voltage source for setting the operating point, is fed to a controller R , for example a proportional controller, which attenuates the PIN diode modulator AM 2 and thus the Controls the amplitude of the burst pulses on the IDT . The sampling method described in the pure runtime measurement and the signal processing in the Boxcar integrator BI remain unchanged. The voltage at the IDT , as the actual measured variable, need not be measured directly, but can be determined via the directly accessible control voltage at the PIN diode attenuator AM 2 . As with the pure transit time measurement, the time-dependent potential contrast signals are recorded at at least one measuring point according to the method already described in order to determine the transit time t SAW and the amplitude of a surface acoustic wave. While the transit time t SAW of the SAW pulse packets is again calculated from the difference between the times assigned to the points of the same phase in the respective potential contrast signal, the amplitude of the surface acoustic wave for a defined phase (preferably maxima) can be relative to any measuring point on the surface of the SAW - Component OWB can be determined by comparing the control voltages measured for this phase at the PIN diode attenuator AM 2 .

Das erfindungsgemäße Verfahren ist selbstverständlich nicht auf die Verwendung eines Elektronenstrahles zum Abtasten der durch akustische Oberflächenwellen erzeugten Potentialänderungen beschränkt. So können neben Elektronen auch Ionen oder andere Korpuskeln sowohl als Primär- als auch als Sekundärkorpuskeln Verwendung finden.The method according to the invention is self-evident not on the use of an electron beam for scanning the generated by surface acoustic waves Potential changes limited. In addition to electrons also ions or other corpuscles both as primary as well as used as secondary corpuscles.

Auch ist nicht unbedingt ein IDT zur Erzeugung der Oberflächenwellen erforderlich. Die akustischen Oberflächenwellen können auch mit einer anderen, dafür geeigneten Vorrichtung, beispielsweise mit einem gepulsten Laser auf photoakustischem Wege oder mit einem gepulsten Elektronenstrahl angeregt werden.An IDT is not absolutely necessary to generate the surface waves. The surface acoustic waves can also be excited with another suitable device, for example with a pulsed laser in a photoacoustic way or with a pulsed electron beam.

Claims (18)

1. Verfahren zur Messung der Laufzeit von akustischen Oberflächenwellen, bei dem man auf der Oberfläche einer piezoelektrische Eigenschaften aufweisenden Probe Oberflächenwellen- Pulspakete anregt, bei dem man das die Oberflächenwellen- Pulspakete begleitende lokale elektrische Feld an mindestens einem Punkt der Probenoberfläche mit Hilfe eines gepulsten Korpuskularstrahles abtastet und bei dem man an dem jeweils beaufschlagten Meßpunkt der Probenoberfläche ein sekundäres elektrisches Signal, insbesondere über einen Detektor ableitet und einer Auswerteschaltung zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Probenoberfläche über ein Triggersignal Oberflächenwellen-Pulspakete (SAW) periodisch angeregt werden, daß der mit der Wiederholfrequenz (f T) der erzeugten Oberflächenwellen-Pulspakete (SAW) gepulste Korpuskularstrahl (PE) auf einen ersten Meßpunkt positioniert und verzögert bezüglich eines die Anregung der akustischen Oberflächenwellen-Pulspakete (SAW) auslösenden Triggersignals eingetastet wird, daß der zeitliche Verlauf des an diesem ersten Meßpunkt von den einlaufenden akustischen Oberflächenwellen-Pulspaketen (SAW) erzeugten lokalen elektrischen Feldes über den Potentialkontrast durch eine kontinuierliche oder schrittweise Verzögerung des Eintastzeitpunktes (t D) des Korpuskularstrahles (PE) bezüglich des die Anregung der akustischen Oberflächenwellen- Pulspakete (SAW) auslösenden Triggersignals nach dem Sampling-Prinzip abgetastet und ein hieraus resultierendes erstes Potentialkontrastsignal in Abhängigkeit von der Zeit aufgezeichnet wird, daß der Korpuskularstrahl (PE) anschließend auf diesem ersten Meßpunkt positioniert bleibt, oder auf mindestens einen zweiten Meßpunkt positioniert wird, wobei an diesem ersten Meßpunkt der zeitliche Verlauf des an diesen ersten Meßpunkt von den an einer Reflexionsstelle teilweise reflektierten Oberflächenwellen-Pulspaketen (SAW) erzeugten lokalen elektrischen Feldes, und an dem zweiten Meßpunkt der zeitliche Verlauf des von den einlaufenden akustischen Oberflächenwellen-Pulspaketen (SAW) erzeugten lokalen elektrischen Feldes über den Potentialkontrast durch eine kontinuierliche oder schrittweise Verzögerung des Eintastzeitpunktes des Korpuskularstrahles (PE) bezüglich des die Anregung der akustischen Oberflächenwellen-Pulspakete (SAW) auslösenden Triggersignals nach dem Sampling- Prinzip abgetastet und ein hieraus resultierendes zweites Potentialkontrastsignal in Abhängigkeit von der Zeit aufgezeichnet wird, daß in dem am ersten oder in dem am ersten und zweiten Meßpunkt aufgezeichneten ersten und zweiten Potentialkontrastsignal Punkte gleicher Phase bestimmt werden und daß die Laufzeit (t SAW) der akustischen Oberflächenwellen-Pulspakete (SAW) zwischen dem ersten Meßpunkt und der Reflexionsstelle oder die Laufzeit (t SAW) der akustischen Oberflächenwellen-Pulspakete (SAW) zwischen dem ersten und dem zweiten Meßpunkt aus der Differenz der den Punkten gleicher Phase in dem ersten und dem zweiten Potentialkontrastsignal zugeordneten Zeiten bestimmt wird.1. A method for measuring the transit time of surface acoustic waves, in which surface wave pulse packets are excited on the surface of a sample having piezoelectric properties, in which the local electric field accompanying the surface wave pulse packets is at least at one point on the sample surface with the aid of a pulsed corpuscular beam is scanned and at which a secondary electrical signal, in particular via a detector, is derived and fed to an evaluation circuit at the measuring point of the sample surface in question, characterized in that surface wave pulse packets ( SAW ) are periodically excited on the sample surface by means of a trigger signal that the with the repetition frequency ( f T ) of the generated surface wave pulse packets ( SAW ), the pulsed corpuscular beam ( PE ) is positioned at a first measuring point and is delayed with respect to a trigger which triggers the excitation of the acoustic surface wave pulse packets ( SAW ) signals is keyed in that the temporal course of the local electric field generated at this first measuring point by the incoming acoustic surface wave pulse packets ( SAW ) via the potential contrast by a continuous or step-wise delay in the moment of insertion ( t D ) of the corpuscular beam ( PE ) with respect to the Excitation of the acoustic surface wave pulse packets ( SAW ) triggering trigger signal is sampled according to the sampling principle and a resulting first potential contrast signal is recorded as a function of the time that the corpuscular beam ( PE ) then remains positioned on this first measuring point, or on at least a second one Measuring point is positioned, at this first measuring point the time course of the local electrical field generated at this first measuring point by the surface wave pulse packets ( SAW ) partially reflected at a reflection point, and at the second measuring point the Temporal course of the local electric field generated by the incoming acoustic surface wave pulse packets ( SAW ) via the potential contrast by a continuous or step-wise delay in the moment of engagement of the corpuscular beam ( PE ) with respect to the trigger signal which triggers the excitation of the acoustic surface wave pulse packets ( SAW ) after the sampling - Principle scanned and a resulting second potential contrast signal is recorded as a function of time, that points of the same phase are determined in the first and second potential contrast signal recorded on the first or in the first and second measuring point and that the transit time ( t SAW ) of the acoustic Surface wave pulse packets ( SAW ) between the first measuring point and the reflection point or the transit time ( t SAW ) of the acoustic surface wave pulse packets ( SAW ) between the first and the second measuring point from the difference between the points of the same phase is determined in the times assigned to the first and the second potential contrast signal. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Meßpunkt und die Reflexionsstelle in einem definierten räumlichen Abstand zueinander angeordnet sind, daß die Laufzeit (t SAW) der akustischen Oberflächenwellen-Pulspakete (SAW) zwischen diesem ersten Meßpunkt und der Reflexionsstelle bestimmt wird, und daß die Ausbreitungsgeschwindigkeit der akustischen Oberflächenwellen-Pulspakete (SAW) aus dem durch die Laufzeit (t SAW) und dem bekannten Abstand zwischen dem ersten Meßpunkt und der Reflexionsstelle gebildeten Quotienten berechnet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the first measuring point and the reflection point are arranged at a defined spatial distance from one another, that the transit time ( t SAW ) of the surface acoustic wave pulse packets ( SAW ) is determined between this first measuring point and the reflection point , and that the propagation speed of the surface acoustic wave pulse packets ( SAW ) is calculated from the quotient formed by the transit time ( t SAW ) and the known distance between the first measuring point and the reflection point. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Meßpunkt in einem definierten räumlichen Abstand zueinander angeordnet sind, daß die Laufzeit (t SAW) der akustischen Oberflächenwellen-Pulspakete (SAW) zwischen diesen Meßpunkten bestimmt wird, und daß die Ausbreitungsgeschwindigkeit der akustischen Oberflächenwellen-Pulspakete (SAW) aus dem durch die gemessene Laufzeit (t SAW) und dem bekannten Abstand der Meßpunkte gebildeten Quotienten berechnet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the first and the second measuring point are arranged at a defined spatial distance from one another, that the transit time ( t SAW ) of the surface acoustic wave pulse packets ( SAW ) is determined between these measuring points, and that The propagation speed of the surface acoustic wave pulse packets ( SAW ) is calculated from the quotient formed by the measured transit time ( t SAW ) and the known distance between the measuring points. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Korpuskularstrahl (PE) zur Aufzeichnung des Potentialkontrastsignales am ersten und zweiten Meßpunkt abwechselnd auf beiden Meßpunkten positioniert wird, wobei die Zeit zum Positionieren des Korpuskularstrahles (PE) auf diesen Meßpunkten und die Zeit zur Aufzeichnung des Potentialkontrastsignales für die durch den Eintastzeitpunkt (t D) des Korpuskularstrahles (PE) bezüglich der am ersten und zweiten Meßpunkt jeweils abgetasteten lokalen elektrischen Felder definierten Phasen, klein im Vergleich zu der Zeit ist, mit der der Eintastzeitpunkt (t D) des Korpuskularstrahles (PE) bezüglich des die Anregung der akustischen Oberflächenwellen- Pulspakete (SAW) auslösenden Triggersignals variiert wird.4. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the corpuscular beam ( PE ) for recording the potential contrast signal at the first and second measuring point is alternately positioned on both measuring points, the time for positioning the corpuscular beam ( PE ) on these measuring points and the time for recording the potential contrast signal for the phases defined by the scanning time ( t D ) of the corpuscular beam ( PE ) with respect to the local electrical fields scanned at the first and second measuring point, is small in comparison to the time at which the scanning time ( t D ) of the Corpuscular beam ( PE ) is varied with respect to the trigger signal which triggers the excitation of the surface acoustic wave pulse packets ( SAW ). 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei diskreten Änderungen des Eintastzeitpunktes (t D) des Korpuskularstrahles (PE) bezüglich des die Anregung der akustischen Oberflächenwellen- Pulspaketes (SAW) auslösenden Triggersignals, die Änderung des Eingastzeitpunktes (t D) erst dann vorgenommen wird, wenn das Potentialkontrastsignal am ersten und zweiten Meßpunkt für die durch den jeweiligen Eintastzeitpunkt (t D) des Korpuskularstrahles (PE) bezüglich der an dem ersten und dem zweiten Meßpunkt abgetasteten lokalen elektrischen Felder definierten Phasen aufgezeichnet ist.5. The method according to claim 4, characterized in that with discrete changes in the Eintastzeitpunkt ( t D ) of the corpuscular beam ( PE ) with respect to the triggering of the acoustic surface wave pulse packet ( SAW ) triggering trigger signal, the change in the Einastzeitpunkt ( t D ) only then is carried out when the potential contrast signal is recorded at the first and second measuring point for the phases defined by the respective scanning time ( t D ) of the corpuscular beam ( PE ) with respect to the local electrical fields scanned at the first and the second measuring point. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Korpuskularstrahl (PE) solange auf einem Meßpunkt positioniert bleibt, bis das von dem einlaufenden und das von dem an einer Störung auf der Probenoberfläche teilweise reflektierte Oberflächenwellen-Pulspaket (SAW) an dem Meßpunkt erzeugte Potentialkontrastsignal aufgezeichnet ist, daß aus dem an diesem Meßpunkt aufgezeichneten Potentialkontrastsignal des einlaufenden und des teilweise reflektierten Oberflächenwellen-Pulspaketes (SAW) Punkte gleicher Phase festgestellt werden, und daß aus dem daraus ermittelten zeitlichen Abstand zwischen einlaufendem und teilweise reflektierten Oberflächenwellen-Pulspaket (SAW) und der bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit die zur Reflexion führende Störung auf der Probenoberfläche lokalisiert wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the corpuscular beam ( PE ) remains positioned on a measuring point until the surface wave pulse packet ( SAW ) which is reflected by the incoming and which is partially reflected by a disturbance on the sample surface. Potential contrast signal generated at the measuring point is recorded, that points of the same phase are determined from the potential contrast signal of the incoming and partially reflected surface wave pulse packet ( SAW ) recorded at this measuring point, and that from the time interval determined therefrom between incoming and partially reflected surface wave pulse packet ( SAW ) and the known propagation speed, the disturbance leading to reflection is localized on the sample surface. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Korpuskularstrahl (PE) nacheinander auf mindestens zwei Meßpunkten positioniert wird, an denen jeweils das von dem einlaufenden Oberflächenwellen-Pulspaket und das von dem an einer Störung auf der Probenoberfläche teilweise reflektierte Oberflächenwellen-Pulspaket (SAW) am jeweiligen Meßpunkt erzeugte Potentialkontrastsignal aufgezeichnet wird, daß aus dem jeweils ermittelten zeitlichen Abstand des einlaufenden und des teilweise reflektierten Oberflächenwellen-Pulspaket (SAW) und der bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit die jeweilige Ortskurve aller möglichen Reflexionsstellen ermittelt wird, und daß die Lage der zur Reflexion des einlaufenden Oberflächenwellen Pulspakete führenden Störung auf der Probenoberfläche aus dem Schnittpunkt aller Ortskurven der möglichen Reflexionsstellen ermittelt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the corpuscular beam ( PE ) is successively positioned on at least two measuring points, at each of which from the incoming surface wave pulse packet and that partially reflected by a disturbance on the sample surface Surface wave pulse packet ( SAW ) generated at the respective measuring point potential contrast signal is recorded, that from the respectively determined time interval of the incoming and partially reflected surface wave pulse packet ( SAW ) and the known propagation speed, the respective locus of all possible reflection points is determined, and that the location the disturbance on the sample surface leading to the reflection of the incoming surface wave pulse packets is determined from the intersection of all loci of the possible reflection points. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Amplitude der auf der Probenoberfläche angeregten akustischen Oberflächenwelle (SAW) über eine Rückkopplungsschaltung (RS) derart nachregelt, daß das an dem jeweiligen Meßpunkt nachweisbare Potentialkontrastsignal konstant gehalten wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that one adjusts the amplitude of the surface acoustic wave ( SAW ) excited on the sample surface via a feedback circuit ( RS ) such that the detectable potential contrast signal at the respective measuring point is kept constant. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der auf der Probenoberfläche angeregten akustischen Oberflächenwelle (SAW) über das elektrische Eingangssignal einer die akustischen Oberflächenwellen-Pulspakete (SAW) erzeugenden Vorrichtung (IDT) eingestellt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the amplitude of the surface acoustic wave ( SAW ) excited on the sample surface is set via the electrical input signal of the surface acoustic wave pulse packets ( SAW ) generating device ( IDT ). 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der akustischen Oberflächenwelle (SAW) an einem ersten Meßpunkt relativ zur Amplitude der akustischen Oberflächenwelle (SAW) an einem zweiten Meßpunkt durch Vergleich der am jeweiligen Meßpunkt zur Einstellung des konstanten Potentialkontrastsignal notwendigen Amplituden des Eingangssignals der Vorrichtung zur Erzeugung der akustischen Oberflächenwellen (SAW) bestimmt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the amplitude of the surface acoustic wave ( SAW ) at a first measuring point relative to the amplitude of the surface acoustic wave ( SAW ) at a second measuring point by comparing the respective measuring point to adjust the constant Potential contrast signal necessary amplitudes of the input signal of the device for generating the surface acoustic waves ( SAW ) is determined. 11. Vorrichtung zur Messung der Laufzeit von akustischen Oberflächenwellen (SAW), mit einer Vorrichtung (IDT) zur Erzeugung von akustischen Oberflächenwellen-Pulspaketen, mit einem Korpuskularstrahlerzeuger (EG), mit Mitteln zur Fokussierung, Ablenkung und Positionierung des Korpuskularstrahles (PE) auf einer Probe (OWB), mit Mitteln (BBS) zum Austasten des Korpuskularstrahles (PE), mit einer Signalkette zur Umwandlung eines an einem Meßpunkt der Probenoberfläche abgeleiteten sekundären Signals, insbesondere in ein elektrisches Signal, wobei die Signalkette insbesondere einen Detektor (DT) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines der Vorrichtung (IDT) zur Erzeugung von akustischen Oberflächenwellen (SAW) über einen Leistungsverstärker (LV) zugeführten Steuerimpulses ein Triggergenerator (TG), einen ersten, Rechteckimpulse liefernden Signalgenerator (BPG) periodisch mit konstanter Wiederholfrequenz (f T) anstößt, daß das die Breite des Ansteuerimpulses definierende Ausgangssignal des ersten Signalgenerators (BPG) einem ersten Eingang eines ersten Amplitudenmodulators (AM 1) zugeführt wird, daß das die Grundfrequenz (f s) der angeregten akustischen Oberflächenwellen (SAW) definierende Wechselspannungssignal eines zweiten Signalgenerators (SG) dem zweiten Eingang des ersten Amplitudenmodulators (AM 1) zugeführt wird und daß das Ausgangssignal des Triggergenerators (TG) über ein einstellbares Verzögerungsglied (SVG) den Mitteln zum Austasten des Elektronenstrahls (BBG) zugeführt wird.11. Device for measuring the transit time of surface acoustic waves ( SAW ), with a device ( IDT ) for generating surface acoustic wave pulse packets, with a corpuscular beam generator ( EG ), with means for focusing, deflecting and positioning the corpuscular beam ( PE ) on a Sample ( OWB ), with means ( BBS ) for blanking the corpuscular beam ( PE ), with a signal chain for converting a secondary signal derived at a measuring point on the sample surface, in particular into an electrical signal, the signal chain in particular having a detector ( DT ), characterized in that for generating a control pulse supplied to the device ( IDT ) for generating surface acoustic waves ( SAW ) via a power amplifier ( LV ) a trigger generator ( TG ), a first signal generator ( BPG ) providing square-wave pulses periodically at a constant repetition frequency ( f T ) triggers that the width of the control erimpulses defining output signal of the first signal generator ( BPG ) is fed to a first input of a first amplitude modulator ( AM 1 ) that the AC frequency signal defining the fundamental frequency ( f s ) of the excited surface acoustic waves ( SAW ) of a second signal generator ( SG ) to the second input of the first Amplitude modulator ( AM 1 ) is supplied and that the output signal of the trigger generator ( TG ) is fed via an adjustable delay element ( SVG ) to the means for blanking the electron beam ( BBG ). 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Signalkette eine Vorrichtung (BI) zur Mittelung der Meßwerte über mehrere Meßzyklen und zur Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses vorgesehen ist.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that a device ( BI ) for averaging the measured values over several measuring cycles and for improving the signal-to-noise ratio is provided in the signal chain. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Boxcar-Integrator (BI) als Vorrichtung zur Mitteilung der der Meßwerte vorgesehen ist.13. The apparatus of claim 11 or 12, characterized in that a box car integrator ( BI ) is provided as a device for communicating the measured values. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das einstellbare Verzögerungsglied (SVG) im Boxcar-Integrator (BI) integriert ist.14. Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the adjustable delay element ( SVG ) is integrated in the boxcar integrator ( BI ). 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Signalkette erzeugte Ausgangssignal mit einem Sollwert (SW) verglichen wird, daß ein aufgrund dieses Vergleiches erzeugtes Differenzsignal über einen Regler (R) dem zweiten Eingang eines im Signalweg zwischen dem zweiten Signalgenerator (SG), dem ersten Amplitudenmodulator (AM 1) und der Vorrichtung (IDT) zur Erzeugung von akustischen Oberflächenwellen (SAW) angeordneten zweiten Amplitudenmodulator (AM 2) zugeführt wird.15. Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that the output signal generated by the signal chain is compared with a target value ( SW ) that a difference signal generated on the basis of this comparison via a controller ( R ) the second input of a in the signal path between the second signal generator ( SG ), the first amplitude modulator ( AM 1 ) and the device ( IDT ) for generating surface acoustic waves ( SAW ) arranged second amplitude modulator ( AM 2 ) is supplied. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die akustischen Oberflächenwellen-Pulspakete (SAW) mit Hilfe eines Fingerwandlers (IDT) erzeugt werden.16. The device according to one of claims 11 to 15, characterized in that the acoustic surface wave pulse packets ( SAW ) are generated with the aid of a finger converter ( IDT ). 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die akustischen Oberflächenwellen-Pulspakete (SAW) mit Hilfe eines Lasers angeregt werden.17. The device according to one of claims 11 to 15, characterized in that the acoustic surface wave pulse packets ( SAW ) are excited with the aid of a laser. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die akustischen Oberflächenwellen-Pulspakete (SAW) mit Hilfe eines gepulsten Elektronenstrahles angeregt werden.18. Device according to one of claims 11 to 15, characterized in that the surface acoustic wave pulse packets ( SAW ) are excited with the aid of a pulsed electron beam.
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DE4215744A1 (en) * 1992-05-13 1993-11-18 Brose Fahrzeugteile Limiting or controlling of parts moved by external force, esp. for collision protection of window winder, sliding roof, door or tailboard of vehicle - sensing surface acoustic surface waves produced by piezoceramic actuator transmitted over vehicle body part.
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