LT5402B - Holograpihic device and method for determination of photoelectric parameters of a semiconductor - Google Patents
Holograpihic device and method for determination of photoelectric parameters of a semiconductor Download PDFInfo
- Publication number
- LT5402B LT5402B LT2005020A LT2005020A LT5402B LT 5402 B LT5402 B LT 5402B LT 2005020 A LT2005020 A LT 2005020A LT 2005020 A LT2005020 A LT 2005020A LT 5402 B LT5402 B LT 5402B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- optical
- semiconductor
- excitation
- photodetector
- channel
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 86
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 42
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 abstract 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000004899 motility Effects 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/0005—Adaptation of holography to specific applications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
- H01L22/14—Measuring as part of the manufacturing process for electrical parameters, e.g. resistance, deep-levels, CV, diffusions by electrical means
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/0005—Adaptation of holography to specific applications
- G03H2001/0033—Adaptation of holography to specific applications in hologrammetry for measuring or analysing
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
- G03H2001/026—Recording materials or recording processes
- G03H2001/0268—Inorganic recording material, e.g. photorefractive crystal [PRC]
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H2222/00—Light sources or light beam properties
- G03H2222/33—Pulsed light beam
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H2223/00—Optical components
- G03H2223/26—Means providing optical delay, e.g. for path length matching
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
Description
Pasiūlymas yra iš medžiagų metrologijos srities, o būtent- puslaidininkinių medžiagų fotoelektrinių parametrų matavimo srities, ir gali būti panaudotas puslaidininkinių kristalų bei jų darinių fotoelektriniams parametrams išmatuoti bekontakčiu būdu. Pasiūlytu būdu gauti matavimo rezultatai gali būti naudojami įvairių puslaidininkinių medžiagų bei jų darinių gamybos technologijos kiekybiniam įvertinimui bei įvairių technologinių poveikių įtakos medžiagų savybėms tyrimui (pavyzdžiui, gilių priemaišų įvedimas, palegiravimas seklia donorine/akceptorine priemaiša, paviršiaus pasyvavimas, terminis atkaitinimas specifinėje atmosferoje, jonų implantacija, radiacinių defektų sukūrimas ir kita).The proposal is from the field of materials metrology, namely the measurement of the photoelectric parameters of semiconductor materials, and can be used to measure the photoelectric parameters of semiconductor crystals and their derivatives. The measurement results obtained in the proposed manner can be used to quantify the technology used to produce various semiconductor materials and their derivatives and to study the influence of various technological influences on material properties (eg deep impurity, shallow donor / acceptor admixture, surface passivation, thermal annealing, ion implantation). , creation of radiation defects, etc.).
Gaminant puslaidininkines įvairialytes sandaras ant įvairių padėklų (heterosandras bei homosandaras), ypač svarbios yra aktyviojo puslaidininkinio sluoksnio elektrinės savybės (krūvininkų gyvavimo laikų trukmės, judris, rekombinacijos greičiai sandūrose, defektų elektrinis aktyvumas ir t. t.). Iš visų žinomų šių parametrų matavimo metodų elektriniai bei optiniai tyrimo metodai yra patys tiksliausi, tačiau optiniai metodai nereikalauja mechaninio ar elektrinio kontakto su matuojamuoju bandiniu. Pasiūlyto matavimo būdo analogas veikia naudojant Fuqė dinaminių gardelių sužadinimo būdą, kuriame erdviškai moduliuotą optinį žadinimo kanalą suformuoja panaudodami fiksuoto periodiškumo amplitudinį optinį transparantą tiriamajame objekte sužadina stačiakampių šviesių-tamsių juostelių seką tiriamąjį objektą zonduoja kitu spinduliuotės šaltiniu, kurio pluoštelį skleidžia išilgai juostelės ir tuo metu matuoja šviesių ir tamsių juostelių optinę sugertį, ir pagal sugerties pokyčius nustato tiriamojo objekto medžiagos fotoelektrinius parametrus. Pasiūlyto matavimo būdo analogą realizuojantis įrenginys sudarytas iš optinio žadinimo kanalo, kuris sudarytas iš nuosekliai išdėstytų lazerinio impulsinės spinduliuotės pirmojo šaltinio, optinio transparanto ir tiriamojo objekto, kurio matuojamoji plokštuma orientuota statmenai optinio žadinimo kanalo ašiai, o greta tiriamojo objekto atšakotame optinio žadinimo kanale patalpintas pirmasis fotodetektorius, kurio išėjimas sujungtas su oscilografiniu duomenų surinkimo bloko pirmuoju įėjimu, bei optinio zondavimo kanalo, kuris sudarytas iš nuosekliai išdėstytų inffaraudonųjų spindulių antrojo šaltinio, optinio vėlinimo įrenginio, zonduojančio infraraudonųų spindulių pluoštelio fokusavimo įrenginio, tiriamojo objekto, kurio matuojamoji plokštuma orientuota išilgai optinio zondavimo kanalo ašies, ir už tiriamojo objekto optinio zondavimo kanalo ašyje patalpintas antrasis infraraudonų]ų spindulių fotodetektorius, kurio išėjimas sujungtas su oscilografiniu duomenų surinkimo bloko antruoju įėjimu, o tiriamasis objektas mechaniškai sujungtas su mikropozicijonavimo įrenginiu (P.Grivickas, J.Linnros, V.Grivickas: Free Carrier Diffusion Measurements in Epitaxial 4HSiC with a Fourier Transient Grating Techniąue: Injection Dependence, Materials Science Forum, vols 338-342, pp.671-674, 2000, Trans Tech Publications, Switzerland). Pasiūlyto matavimo būdo analogo trūkumas yra tai, kad jį naudojant yra būtinas precizinis zonduojančio infraraudonųjų spindulių antrojo šaltinio spinduliuotės fokusavimas į kelių mikronų skersmens pluoštelį ir suvedimas į optinio žadinimo kanalu sužadintos juostelės centrą tiriamojo objekto briaunoje, kuri, savo ruožtu, reikalauja specialaus tiriamojo objekto briaunų paruošimo zonduojančio pluoštelio įvedimui bei išvedimui. Kitas trūkumas yra tai, kad matavimo eigoje būtinas skirtingo periodiškumo optinių transparantų paruošimas ir jų keitimas, o po eilinio optinio transparanto pakeitimo vėl sekantis precizinis zonduojančio infraraudonųjų spindulių pluoštelio fokusavimas ir suvedimas, todėl matavimai reikalauja daug laiko. Dar kitas trūkumas yra pasiūlyto matavimo būdo analogo skiriamoji geba, ribojama sufokusuoto zonduojančio pluoštelio apertūros. Pasiūlyto matavimo būdo analogą realizuojančio įrenginio trukumas yra jo sudėtingumas ir ribota skiriamoji geba.The electrical properties of the active semiconductor layer (charge lifetime, agility, recombination rates at junctions, defective electrical activity, etc.) are of particular importance in the production of semiconductor heterogeneous substrates on various substrates (heterosandras and homomosandar). Of all known methods for measuring these parameters, electrical and optical methods are the most accurate, but optical methods do not require mechanical or electrical contact with the sample being measured. The analogue of the proposed measurement method uses the Fuqe Dynamic Grid Excitation method, where a spatially modulated optical excitation channel is formed using a fixed periodic amplitude optical transponder in an object. determine the optical absorption of light and dark bands and determine the photoelectric parameters of the material under investigation based on the changes in absorption. The device implementing analogue of the proposed measurement method consists of an optical excitation channel, which consists of a series of laser pulsed radiation first source, optical transponder and test object, the measuring plane of which is oriented perpendicular to the axis of the optical excitation channel. having an output coupled to a first input of an oscillographic data acquisition unit, and an optical probing channel consisting of a second source of sequentially spaced in-infrared light, an optical delay device, an infrared beam focusing device, and the object to be measured along its optical axis. , and a second infrared photodetector positioned at the axis of the probe's optical probing channel, the output of which is coupled to the oscillator. cilographic data acquisition unit second input, and the test object is mechanically coupled to a micropositioning device (P.Grivick, J.Linnros, V.Grivick: Free Carrier Diffusion Measurements in Epitaxial 4HSiC with Injection Dependence, Materials Science Forum, vols 338-342, pp.671-674, 2000, Trans Tech Publications, Switzerland). The disadvantage of the analogue of the proposed measurement method is that it requires precise focusing of the second source of the probing infrared ray into a few microns diameter beam and its alignment to the center of the strip excited by the optical excitation channel, which in turn for input and output of the probe beam. Another disadvantage is that the measurement process requires the preparation and replacement of optical transducers of different periodicity, and the subsequent refocusing of the optical transducer requires precision focusing and alignment of the infrared probe, which results in time-consuming measurements. Yet another drawback is the resolution of the proposed measurement method analogue, limited by the aperture of the focused probe beam. The disadvantage of a device implementing an analogue of the proposed measurement method is its complexity and limited resolution.
Analogo trūkumams pašalinti puslaidininkių medžiagų fotoelektrinių parametrų holografiniame matavimo būde, kuriame erdviškai moduliuotą optinį žadinimo kanalą suformuoja panaudodami optinį transparantą ir tiriamajame objekte sukuria erdviškai periodinę sužadintų juostelių seką , tiriamąjį objektą zonduoja kitu optinės spinduliuotės šaltiniu, naujai erdviškai moduliuotą optinį žadinimo kanalą suformuoja panaudodami fazinį optinį transparantą, kurio pagalba sukuria du vienodai pakreipto bangos fronto optinius žadinimo pluoštelius - du optinio žadinimo kanalus, kuriais pasirinktu kampu apšviečia tiriamojo objekto paviršių ir jame užrašo dinaminę gardelę, zonduojančiu optiniu pluošteliu išmatuoja šios gardelės difrakcinį efektyvumą ir iš difrakcinio efektyvumo charakteristikų nustato tiriamojo objekto medžiagos fotoelektrinius parametrus.To eliminate the drawbacks of analog in the holographic measurement of photoelectric parameters of semiconductor materials, where a spatially modulated optical excitation channel is formed using an optical transponder and a spatially periodic excitation band is created in the subject, the object is probed by another optical radiation source , which creates two optical excitation beams on a uniformly tilted wavefront, two optical excitation channels that illuminate the subject's surface at a selected angle and record a dynamic lattice. .
Analogo trūkumams pašalinti puslaidininkių medžiagų fotoelektrinių parametrų holografiniame matavimo įrenginyje, sudarytame iš optinio žadinimo kanalo, kuris, savo ruožtu, sudarytas iš nuosekliai išdėstytų lazerinio impulsinės spinduliuotės pirmojo šaltinio, optinio transparanto, tiriamojo objekto, ir atšakotame optinio žadinimo kanale patalpinto pirmojo fotodetektoriaus, bei optinio zondavimo kanalo, kuris, savo ruožtu, sudarytas iš nuosekliai išdėstytų zonduojančio optinės spinduliuotės šaltinio, optinio vėlinimo įrenginio, tiriamojo objekto ir už jo optinio zondavimo kanalo ašyje patalpinto antrojo fotodetektorius, pirmojo bei antrojo fotodetektorių išėjimai sujungti su duomenų surinkimo bloko pirmuoju bei antruoju įėjimais, atitinkamai, naujai optinis transparantas padarytas fazinės difrakcinės gardelės pavidalu, o tarp difrakcinės gardelės ir tiriamojo objekto papildomai patalpinti du justiravimo elementai, išdėstyti šalia vienas kito skirtingose naujai sudarytose optinio žadinimo kanalų ašyse, papildomai patalpintas trečias fotodetektorius, kuris nukreiptas į difragavusį zondavimo pluoštelį, ir trečiojo fotodetektoriaus išėjimas sujungtas su trečiuoju duomenų surinkimo bloko įėjimu.To eliminate the drawbacks of an analog in a holographic device for measuring the photoelectric parameters of semiconductor materials, which consists of an optical excitation channel, which in turn consists of a first source of laser pulse radiation, an optical transponder, a subject and a first photodetector the outputs of the first and second photodetectors of the channel, which in turn is composed of sequentially arranged probing optical radiation source, optical delay device, subject and a second photodetector positioned behind the axis of the optical probing channel, respectively connected to the first and second inputs of the data acquisition unit, a new optical transponder was made in the form of a phase diffraction grating, and two justification elements placed next to each other were placed between the diffraction grating and the test object a third photodetector pointing at the diffractive probe beam is positioned in different newly formed axes of the optical excitation channels, and the output of the third photodetector is connected to the third input of the data acquisition unit.
Struktūrinėje puslaidininkių medžiagų fotoelektrinių parametrų holografiniame matavimo įrenginio schemoje parodyta: 1- optinio žadinimo lazerinės spinduliuotės impulsinis šaltinis; 2- optinis žadinimo kanalas; 3- optinis daliklis, 4 - atšakota optinio žadinimo pluoštelio dalis, 5- difrakcinė gardelė (optinis transparantas); 6,7- du atskiri žadinimo pluošteliai- du optinio žadinimo kanalai su vienodai pakreiptais bangos frontais; 8, 9- du justiravimo elementai; 10- tiriamasis objektas; 11- optinis zondavimo kanalas; 12optinio zondavimo lazerinės spinduliuotės impulsinis šaltinis; 13- optinio vėlinimo įrenginys; 14- zonduojančio optinio pluoštelio fokusavimo įrenginys; 15- sufokusuotas optinio zondavimo kanalo spinduliuotės pluoštelis; 16- papildomas difragavęs zondavimo pluoštelis, 17 - 19- pirmasis, antrasis ir trečiasis fotodetektoriai, atitinkamai; 20- elektroninis duomenų surinkimo blokas.A schematic diagram of a holographic device for measuring photoelectric parameters of semiconductor materials shows the following: 1- pulsed source of laser excitation by optical excitation; 2- optical excitation channel; 3- optical divider, 4 - branched optical excitation beam, 5- diffraction grating (optical transponder); 6,7 - two separate excitation beams - two optical excitation channels with uniformly tilted wavefronts; 8, 9- two elements of justice; 10- the object under investigation; 11- optical probing channel; 12-pulsed laser source for optical probing; 13- Optical delay device; 14- Focusing optical fiber focusing device; 15- focused beam of optical probing channel; 16- additional diffractive probe beam, 17- 19- first, second, and third photodetectors, respectively; 20- Electronic Data Collection Unit.
Puslaidininkinių medžiagų fotoelektrinių parametrų holografinį matavimo būdą realizuojantis įrenginys sudarytas iš optinio žadinimo pirminio kanalo 2, kuris, savo ruožtu, sudarytas iš nuosekliai išdėstytų lazerinio impulsinės spinduliuotės šaltinio 1, optinio transparanto- difrakcinės gardelės 5, už kurios susiformuoja nulinės eilės ir du pirmosios difrakcinės eilės pluošteliai 6 ir 7- du optinio žadinimo kanalai. Šiuose optinio žadinimo kanaluose 6 ir 7 atitinkami įstatyti du justiravimo elementai 8 ir 9, pvz. visiško atspindžio veidrodžiai (arba optinis lęšis), kurie nukreipia optinius žadinimo kanalus 6 ir 7 į tiriamą į objektą 10. Optinio žadinimo pluoštelio 2 kanale patalpintas optinis daliklis 3 (pvz., stiklo plokštelė), kuris nukreipia atšakoto optinio žadinimo pluoštelio dalį 4 į registravimo įrenginį - fotodetektorių 17. Šalia optinio žadinimo kanalo 2 sudarytas optinio zondavimo kanalas 11, kuris, savo ruožtu, sudarytas iš nuosekliai išdėstytų zonduojančio optinės spinduliuotės šaltinio 12, optinio vėlinimo įrenginio 13, pvz. mechaniškai slankomos visiško atspindžio prizmės, zonduojančio optinės spinduliuotės pluoštelio 11 fokusavimo įrenginio 14, pvz. optinio lęšio ar jų sistemos, tiriamojo objekto 10 ir už jo optinio zondavimo kanalo 11 ašyje patalpinto antrojo fotodetektoriaus 18. Šalia antrojo 18 fotodetektoriaus patalpintas trečiasis fotodetektorius 19, kuris nukreiptas į papildomą difragavusį zondavimo pluoštelį 16. Fotodetektorių 17, 18 ir 19 išėjimai sujungti su atitinkamais duomenų surinkimo bloko 20 įėjimais.The device implementing the holographic method for measuring the photoelectric parameters of semiconductor materials consists of an optical excitation primary channel 2, which in turn consists of a laser pulsed radiation source 1 arranged in series, an optical transparanto diffraction grating 5 formed by zero order and two first diffraction arrays. 6 and 7- Two optical excitation channels. In these optical excitation channels 6 and 7 respectively, two justification elements 8 and 9 are inserted, e.g. full-reflection mirrors (or optical lens) which direct the optical excitation channels 6 and 7 to the object being examined 10. An optical divider 3 (e.g., a glass plate) is positioned in the optical excitation beam channel 2 which directs a portion 4 of the detached optical excitation beam. A photodetector 17 is provided adjacent the optical excitation channel 2, which in turn consists of a sequentially arranged probing optical radiation source 12, an optical delay device 13, e.g. mechanically sliding prisms of full reflection, probing the focusing device 14 of the optical beam 11, e.g. a third photodetector 19 disposed adjacent the second photodetector 18 and directed to an additional diffractive probe beam 16. The outputs of the photodetectors 17, 18 and 19 are connected to their respective optical lens or system, the object 10 and a second photodetector 18 positioned behind the optical probing channel 11. 20 inputs of the data acquisition unit.
Puslaidininkinių medžiagų fotoelektrinių parametrų holografinis matavimo būdas ir įrenginys veikia sekančiai. Lazerinės spinduliuotės pluoštelis iš impulsinio pirmojo šaltinio 1 sklinda optiniu žadinimo pradiniu kanalu 2 ir pereina per optinį transparantą - difrakcinę gardelę 5. Už difrakcinės gardelės 5 susiformuoja nulinės eilės ir du pirmosios difrakcinės eilės optiniai pluošteliai 6 ir 7- du optinio žadinimo kanalai. Šiuos du pluoštelius 6 ir 7 atitinkami du justiravimo elementai 8 ir 9, pvz. visiško atspindžio veidrodžiai, nukreipia į tiriamąjį objektą 10 ir jo paviršiuje pluoštelių interferencija suformuoja - erdviškai moduliuotą optinio žadinimo dėmelę. Tiriamajame objekte 10 žadinimo dėmelė generuoja nepusiausvyrinius krūvininkus, kurie erdviškai pakeičia tiriamojo objekto 10 medžiagos optines savybes - lūžio rodiklį ir (arba) sugerties koeficientą. Zondavimo spinduliuotės pluoštelis iš antrojo Šaltinio 12 sklinda optiniu zondavimo kanalu 11 ir pereina per optinio vėlinimo įrenginį 13, pvz. elektro-mechaniškai valdomą visiško atspindžio prizmę, kuri zonduojantį pluoštelį ąą nukreipia į zonduojančio optinio pluoštelio fokusavimo įrenginį 14, pvz. optinį lęšį. Sufokusuotas zonduojančių optinių spindulių pluoštelis 15 nukreipiamas į žadinimo šviesa 6 ir 7 sukurtą difrakcinę gardelę tiriamajame objekte 10 ir nuo jos diffaguoja, sukurdamas papildomą diffagavusį zondavimo pluoštelį 16 zondavimo kanale 11. Fotodetektoriai 17,18, ir 19, matuoja žadinimo kanalo 2, zondavimo kanalo 11 bei papildomo diffagavusiojo zondavimo pluoštelio 16 energijas ir perduoda proporcingus elektrinius signalus į elektroninį duomenų surinkimo bloką 20. Surinkti duomenys kompiuteriu matematiškai apdorojami ir suskaičiuojamas momentinis difrakcinis efektyvumas D. Difrakcinės charakteristikos matuojamos keičiant vieną iš pasirinktų parametrų, pvz. zonduojančio pluoštelio 16 vėlinimo laiką t, žadinimo kanalo 2 energiją E, arba difrakcinės gardelės pariodą Λ. Tokiu būdu matuojamos laikinės, ekspozicinės, kampinės difrakcijos i charakteristikos. Pvz., vėlinimo įrenginiu 13 pakeitus zonduojančio pluoštelio 11 pradinio vėlinimą · to verte At, 2At, 3At, ..., nAt atžvilgiu žadinančių spindulių 6 ir 7, matuojamas ir skaičiuojamas difrakcinis efektyvumas D šioms optinio vėlinimo vertėms to = to, tj = to+At, t2= to+2At, t3= to+3At, ir t.t. ir taip išmatuojama difrakcinio efektyvumo laikinė charakteristikaThe holographic method of measuring the photoelectric parameters of semiconductor materials and the device operate as follows. The laser beam from the pulsed first source 1 propagates through the optical excitation source channel 2 and passes through the optical transponder diffraction grating 5. Behind the diffraction grating 5, zero order and two first diffraction order optical beams 6 and 7 are formed. These two fibers 6 and 7 are respectively represented by two justification elements 8 and 9, e.g. full-reflection mirrors point to the object 10 and, on its surface, beam interference forms a spatially modulated optical excitation spot. In the subject 10, the excitation spot generates non-equilibrium charges which spatially alter the optical properties of the material 10 of the subject - refractive index and / or absorption coefficient. The probing radiation beam from the second Source 12 propagates through the optical probing channel 11 and passes through the optical delay device 13, e.g. an electro-mechanically controlled full-reflection prism that guides the probe beam into the probe optical fiber focusing device 14, e.g. optical lens. The focused probing optical beam 15 is guided to and diffracted from the diffraction grating created by the excitation light 6 and 7 in the test object 10, creating an additional diffracting probe beam 16 in the probing channel 11. Photodetectors 17,18, and 19 measure the probing channel 11, and an additional diffracting probe beam 16 and transmits proportional electrical signals to the electronic data acquisition unit 20. The data collected is mathematically processed by a computer and the instantaneous diffraction efficiency is calculated D. The diffraction characteristics are measured by changing one of the selected parameters, e.g. the delay time t of the probing beam 16, the energy E of the excitation channel 2, or the period of the diffraction grating Λ. In this way, the temporal, exposure, angular diffraction characteristics are measured. For example, by changing the initial delay of the probe beam 11 by the delay device 13 to a value of At, 2At, 3At, ..., nAt in the excitation beams 6 and 7, the diffraction efficiency D for these optical delay values to = to, tj = to is measured and calculated. + At, t 2 = to + 2At, t 3 = to + 3At, and so on and this is the time characteristic of the diffraction efficiency
D=f(t k=o.....n)·D = f (t k = o ..... n) ·
Keičiant žadinančio pluoštelio energiją E lazerio optiniu ateniuatoriumi, tačiau vėlinimo įrenginiu 13 parinkus fiksuotą zonduojančio pluoštelio 11 vėlinimo vertę tK , matuojamas difrakcinis efektyvumas D skirtingoms optinio žadinimo vertėms intervale Ei.....Em taip išmatuojama ekspozicinė charakteristika D=f(E k=i...m)· Justiravimo elementais 8 ir 9 pakeitus žadinimo kanalų 6 ir 7 suvedimo kampą į tiriamąjį objektą 10, arba pakeitus optinį transparantą 5 difrakcine gardele su skirtingu periodu, tiriamajame objekte 10 formuojamas kitas gardelės periodas ir matuojamos jam būdingos laikinės arba ekspozicinės difrakcinės charakteristikos. Iš gautų duomenų atitinkamu matematiniu algoritmu apskaičiuojami tiriamojo objekto 10 medžiagos fotoelektriniai parametrai: krūvininkų gyvavimo trukmė, koncentracija, paviršinės rekombinacijos sparta, difuzijos koeficientas, judris ir 1.1.By varying the energy of the excitation beam E by a laser optical attenuator, but selecting a fixed delay value t K of the probe beam 11 by the delay device 13, the diffraction efficiency D for different values of optical excitation in the range Ei ..... Em is measured. i ... m) · By changing the angles of alignment of excitation channels 6 and 7 with the justification elements 8 and 9, or by changing the optical transponder 5 with a diffraction grating with different period, the object 10 forms a different grating period and measures its characteristic diffractive characteristics. From the obtained data, the photoelectric parameters of the material 10 of the object under investigation are calculated by appropriate mathematical algorithm: charge lifetime, concentration, surface recombination rate, diffusion coefficient, motility and 1.1.
Palyginus su analogu, pasiūlytas puslaidininkinių medžiagų fotoelektrinių parametrų holografinis matavimo būdas ir įrenginys yra paprastesnis ir universalesnis, nes leidžia naudoti fazinę ir (arba) amplitudinę puslaidininkio optinių savybių moduliaciją nereikalauja specialaus bandinio briaunų paruošimo zonduojančiam optinių spindulių pluošteliui, turi geresnę erdvinę skyrą to pasekmėje matavimai atliekami neardančiu būdu ir leidžia išmatuoti puslaidininkio fotoelektrinius parametrus (difuzijos koeficientą rekombinacijos spartą tūryje bei paviršiuje) platesniame parametrų verčių intervale bei skenuoti fotoelektrinių parametrų pasiskirstymą tiriamoje medžiagoje.Compared to its analogue, the proposed holographic method and device for measuring photoelectric parameters of semiconductor materials is simpler and more versatile, since it allows for phase and / or amplitude modulation of semiconductor optical properties, does not require special specimen preparation for probing optical beams. non-destructive method and allows to measure semiconductor photoelectric parameters (diffusion coefficient of recombination in volume and surface) over a wider range of parameter values and to scan distribution of photoelectric parameters in the studied material.
Claims (2)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2005020A LT5402B (en) | 2005-03-01 | 2005-03-01 | Holograpihic device and method for determination of photoelectric parameters of a semiconductor |
| PCT/LT2006/000001 WO2006093399A1 (en) | 2005-03-01 | 2006-01-13 | Holographic device and method for determination of photoelectric parameters of a semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2005020A LT5402B (en) | 2005-03-01 | 2005-03-01 | Holograpihic device and method for determination of photoelectric parameters of a semiconductor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2005020A LT2005020A (en) | 2006-09-25 |
| LT5402B true LT5402B (en) | 2007-02-26 |
Family
ID=36941413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2005020A LT5402B (en) | 2005-03-01 | 2005-03-01 | Holograpihic device and method for determination of photoelectric parameters of a semiconductor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT5402B (en) |
| WO (1) | WO2006093399A1 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU494063A1 (en) * | 1974-05-08 | 1978-01-05 | Вильнюсский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.В.Капсукаса | Method of determining the photoelectric characteristics of a semiconductor |
| SU1545866A1 (en) * | 1988-01-13 | 1995-08-27 | Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе | Method for determining photoelectric parameters of noncompensated impurity semiconductors |
| JPH03230543A (en) * | 1990-02-06 | 1991-10-14 | Fujitsu Ltd | Inspecting method of semiconductor device |
-
2005
- 2005-03-01 LT LT2005020A patent/LT5402B/en not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-01-13 WO PCT/LT2006/000001 patent/WO2006093399A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| P. GRIVICKAS ET AL: "Free Carrier Diffusion Measurements in Epitaxial 4H-SiC", MATERIALS SCIENCE FORUM, 2000, pages 671 - 674 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2006093399A1 (en) | 2006-09-08 |
| LT2005020A (en) | 2006-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4790560B2 (en) | Single terahertz wave time waveform measurement device | |
| Gayet et al. | A new airborne polar Nephelometer for the measurements of optical and microphysical cloud properties. Part I: Theoretical design | |
| CN101526464B (en) | Phase contrast imaging method and device | |
| CN102175427B (en) | Comprehensive test method for stability of deep ultraviolet optical element | |
| CN108562547B (en) | Laser crystal thermal stress birefringence coefficient measuring device and method thereof | |
| US4624569A (en) | Real-time diffraction interferometer | |
| CN106441580A (en) | Terahertz time-domain spectrometer capable of variable-angle incidence and simultaneous measurement of transmission and reflection | |
| CN107063456B (en) | Time resolution diffraction efficiency of grating spectral measurement device in situ and method | |
| CN109186945A (en) | The measuring device and method of heavy-caliber optical grating diffraction efficiency spectrum and its uniformity | |
| CN103033488A (en) | Z scanning optical nonlinear measurement device and method capable of observing and monitoring in real time | |
| CN106596058B (en) | Diffraction efficiency of grating spectral measurement device and measurement method | |
| CN103543125A (en) | All-optical gas detection method and device based on Michelson interference principle | |
| CN106124166A (en) | The measurement apparatus of a kind of heavy-caliber optical grating diffraction efficiency and measuring method | |
| CN111712908B (en) | Method and apparatus for measuring carrier lifetime | |
| CN101261224B (en) | Optical non-linear method for measuring material based on 4f phase coherent imaging system | |
| US6683686B2 (en) | Temporally resolved wavelength measurement method and apparatus | |
| CN208239052U (en) | A kind of spuious optical measurement instrument of laser | |
| CN105572076B (en) | THz wave spectrometry device and its measurement method based on scattering effect | |
| CN111239072B (en) | Method for accurately measuring temperature of combustion gas | |
| CN109781683B (en) | Optical system for synchronously performing time-resolved absorption, fluorescence and terahertz detection | |
| LT5402B (en) | Holograpihic device and method for determination of photoelectric parameters of a semiconductor | |
| CN107886820B (en) | Integrated double-light-path laser ionization effect simulation system | |
| CN114166760B (en) | Device and method for measuring carrier diffusion coefficient based on transient spectrum of micro-region | |
| CN201222032Y (en) | Pump detection device based on Z scanning | |
| Ott et al. | New designs for high intensity specular neutron reflectometers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20100301 |