RU1774283C

RU1774283C - Способ бесконтактного измерени удельного электросопротивлени полупроводниковых пленок

Info

Publication number: RU1774283C
Application number: SU904849618A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Ануфриев; Адольф Александрович Гасанов; Михаил Николаевич Титов; Аркадий Семенович Филимонов
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Центр По Изучению Свойств Поверхности И Вакуума
Priority date: 1990-05-28
Filing date: 1990-05-28
Publication date: 1992-11-07

Abstract

Изобретение относитс к технической физике, может быть использовано дл неразрушающего контрол удельного электросопротивлени полупроводниковых пленок и вл етс усовершенствованием основного изобретени по авт. св. № 1642410. Исследуемую полупроводниковую пленку помещают в кювету из немагнитного непровод щего ток материала, наполненную диэлектрической немагнитной жидкостью , температуру которой поддерживают посто нной, что повышает точность измерений 2 ил.

Description

Изобретение относитс к технической физике, в частности к электроизмерительной технике, может быть использовано дл неразрушающего измерени (контрол ) удельного электросопротивлени полупроводниковых пленок и вл етс усовершенствованием основного изобретени по а.с. № 1642410.

В насто щее врем известны бесконтактного измерени удельного сопротивлени материалов, заключающиес в том, что при внесении исследуемого образца в колебательный контур измен ютс параметры контура (резонансна частота, выходной сигнал, ток и т п ) и по изменению одного из этих параметров можно судить об электропроводности материала (см. за вку ФРГ № 2636999, кл. G 01 R 27/02, опублик. 1978),

Вышеуказанные способы обладают низкой чувствительностью и точностью измерени ; нелинейностью отклика, что затрудн ет калибровку и непосредственное считывание результатов.

Известен способ бесконтактного измерени удельного электросопротивлени полупроводников , заключающийс в том, что на катушку индуктивности колебательного контура помещают исследуемый образец и по изменению добротности контура суд т об удельном электросопротивлении образца (см. Павлов Л.П. Методы измерени параметров полупроводниковых материалов. М.: Высша школа, 1987, с. 44).

Данное техническое решение имеет недостаточную точность, поскольку при измерении не учитываетс вли ние толщины полупроводникового сло , неизвестно, в каком диапазоне частот изменени добротности максимальны, силовые линии электромагнитного пол катушки колебательного контура направлены под углом к образцу и с увеличением толщины пленки

сл

с

1

V4

fe

|00

|Ы

6

точность способа падает; необходимость использовать эталонный образец.

Наиболее близким к предлагаемому способу вл етс способ, заключающийс в измерении изменени добротности контура специальной формы в диапазоне частот 135-155 МГц при помещении в него полупроводниковой пленки (см. авт св. СССР № 1642410, кл. G 01 R 27/02, 1988).

Однако точность этого способа сильно зависит от состо ни поверхности полупроводниковой пленки, котора , в свою очередь , зависит от окружающей среды.

Цель изобретени - повышение точности измерени удельного электросопротие- лени полупроводниковых пленок.

Цель достигаетс тем, что по способу бесконтактного измерени удельного электросопротивлени полупроводниковых пленок катушки индуктивности и исследуемую полупроводниковую пленку помещают в кювету из немагнитного непровод щего ток материала, наполненную инертной по отношению к пленке и катушкам жидкостью, температуру которой поддерживают посто- нной.

Сущность способа заключаетс в том, что при погружении в диэлектрическую инертную жидкость полупроводникова пленка термостатируетс при заданной температуре, кроме того, поверхностные состо ни р да последовательно измер емых полупроводниковых пленок идентичны, так как определ ютс не свойствами измен ющейс воздушной среды, a ceot чтвами диэлектрической инертной жидкости, которые при измерени х посто нны.

На фиг.1 и 2 приведено устройство, реализующее способ, где 1 - измерительна кювета, 2 - измеритель добротности. Изме- рительна диэлектрическа кювета 1 состоит из корпуса 3, крышки 4 с прорезью дл образца и градусником 8, В кювете находитс немагнитна диэлектрическа жидкость 5, в которую помещены катушки Гельмголь- ца б и измер емый образец 7. Выводы катушек 9 проход т сквозь стенку кюветы и служат дл подключени к измерителю 2 добротности.

Способ осуществл ют следующим образом .

Колебательный контур помещают в диэлектрическую немагнитную кювету с инертной диэлектрической жидкостью. Колебательный контур измерительного устройства с помощью переменного конденсатора настраивают в пределе частот 135-155 МГц в резонанс (резонансную емкость определ ют с. помощью формулы Томпсона

-с ,(1)

где f - частота измерени (135-155 МГц);

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

С - емкость контура (переменного конденсатора ).

Добротность Q колебательного контура максимальна.

Измер емый (контролируемый) образец помещают внутрь пары катушек Гельмгольца и по шкале схемы измерени добротности определ ют величину абсолютного изменени добротности AQ. Удельное сопротивление образца определ ют по формуле (2) (толщину образца h измер ют любым достаточным по точности способом): п k г L тз,„

р h l/Wo(AQ/Q)-r (

где k - коэффициент пропорциональности, завис щий от материала полупроводника (Ом/см);

h -толщина полупроводниковой пленки (см);

Д Q/Q - относительное изменение добротности контура при введении в него образца (отн. ед.);

- магнитна посто нна (4лЛО Гн/см).

Следует отметить, что коэффициент пропорциональности k определ етс материалом проводника.

Пример конкретного выполнени .

Кювета изготавливаетс из фторопласта толщиной 3 мм. Катушки Гельмгольца изготовлены из посеребренного медного провода О,8 мм и содержат по два витка. Диаметр катушек 2,5 см и рассто ние между ними 1,7см. В качестве жидкости использовалась дистиллированна вода с высоким удельным сопротивлением. Температура воды 20°С. Дл измерени параметров контура использовалс измеритель добротности Е9-5А. Индуктивность катушек составл ла 130 мкГн, измерени параметров КНС проводились на частоте 140 МГц. Температура и влажность окружающей среды моделировались с помощью климатической камеры PSL-4GM понского производства. Относительна влажность поддерживалась с точностью +/-2 %, температура - +/-1%. Измерени р 10 образцов показали, что при колебани х влажности от 40 до 80% величиныр, полученные по методу-прототипу , колебались в пределах 18% против 7% при измерени х по предложенному способу. Вариации температуры в пределах 17-25°С также показали преимущество предложенного способа (5 и 14% соответственно).

Использование предлагаемого технического решени позволит повысить в электронной промышленности точность бесконтактных способов измерени удельного электросопротивлени полупроводниковых пленок за счет устранени ошибок, вызванных отклонением температуры образца и изменением его поверхностных состо ний .°

0

Claims

Формула изобретени Способ бесконтактного измерени удельного электросопротивлени полупроводниковых пленок по авт. св. N: 1642410, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени удельного электросопротивлени полупроводниковых пленок, катушки индуктивности Гельмголь- ца и образец помещают в немагнитную диэлектрическую кювету, наполненную диэлектрической немагнитной жидкостью, температуру которой поддерживают посто нной.