SU1374152A1

SU1374152A1 - Устройство дл бесконтактного измерени плотности поверхностных зар дов

Info

Publication number: SU1374152A1
Application number: SU864103718A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Леонидович Грищенко; Николай Федорович Демидов; Ирина Александровна Матвеева; Ольга Николаевна Кушнаренко
Priority date: 1986-08-05
Filing date: 1986-08-05
Publication date: 1988-02-15

Abstract

Изобретение относитс к области измерительной техники. Цель изобретени - повышение точности и быстродействи . Устр-во содержит два изме рительных зонда 1 и 2, исследуемый диэлектрик 3, провод щую подложку 4, дополнительньШ у-ль 5, задающий г-р 6, у-ль 7, фильтр нижних частот 8, индикатор 9. С целью повьшени точности и быстродействи в него введе- |Ны последовательно соединенные поло сно-пропу екающий фильтр (ШФ) 10, сумматор (с) 1I и блок детектирова

Description

(Л

с

со J

:л

ND

z

137

ни 12, а также селективный усилитель 13 и второй блок детектировани 14. С ППФ 10 на первый вход С 11 поступает вьщеленный сигнал с частотой задающего г-ра 6, модулированный сигналом, соответствующим потенциальному рельефу диэлектрика. На второй вход С 11 подаетс сигнал с измерительного зонда 2. Т.обр., разница между двум сигналами на выходе С II соответствует диэлектрической прони

1

Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл бесконтактного измерени плотности зар дов на зар женных поверхност х диэлектрических и высокоомных полу- проводниковых слоев.

Целью изобретени вл етс повышение точности и быстродействи .

На -чертеже представлена структур на электрическа схема устройства дл бесконтактного измерени плотности поверхностных зар дов.

Устройство дл бесконтактйого измерени плотности поверхностных зар дов содержит первый и второй измерительные зонды 1 и 2, выполненные в виде тонких проводников, помещенных в металлические экраны. Между ними расположен исследуемый диэлектрик 3, расположенный на провод щей подложке 4, к которой через дополнительный усилитель 5 с регулируемым коэффициентом передачи подключен задающий генератор 6. Первый измерительный зонд 1 расположенный над диэлектриком 3, подключен через усилитель 7 с регулируемым коэффициентом передачи и фильтр 8 нижних частот к индикатору 9. Кроме того, выход усилител 7 с регулируемым коэффициентом передачи через полосно-пропускающий фильтр 10 ;оединен с первым входом сумматора 11, выход которого через первый блок I2 детектировани соединен с управл ющим входом усилител 7 с регули- руемым коэффициентом передачи.

Второй измерительный зонд 2, расположенный со стороны провод щей

52

цаемости исследуемого диэлектрика 3 и его толщине и при определении плотности распределени зар дов на поверхности диэлектрического сло исключаетс необходимость проведени дополнительных измерений толщины сло и рассто ни между измерительными зондами и подложкой. Это приводит к увеличению быстродействи и снижению погрещности измерений. 1 ил.

0

п 5 о

подложки 4, подключен через селективный усилитель 13 к второму входу сумматора 11 и через второй блок 14 детектировани соединен с управл ющим входом дополнительного усилител 5 с регулируемым коэффициентом передачи .

Устройство дл бесконтактного измерени плотности поверхностных зар дов работает следующим образом.

Плотность поверхностного зар да измер етс зондовой системой (первый и второй.измерительные зонды 1 и 2), перемещающейс относительно поверхности носител потенциального рельефа , а именно диэлектрика 3 на провод щей подложке 4. На провод щую подложку 4 подаетс от задающего генератора 6 через дополнительньш усилитель 5 с регулируемым коэффициентом передачи переменное напр жение. В зондовой системе наводитс сигнал, несущий информацию о плотности распределени зар да по поверхности предварительно зар женного исследуемого диэлектрика 3, о толщине и диэлектрической проницаемости этого сло . Наведенный сигнал с первого измерительного зонда, расположенного со стороны диэлектрика 3, поступает на вход усилител 7 с регулируемым коэффициентом передачи. Дальще сигнал поступает на два фильтра; фильтр 8 нижних частот и полосно-пропускающий фильтр 10. Через фильтр 8 нижних частот и прлосно-пропускающий фильтр 10. Через фильтр 8 нижних частот на индикатор 9 поступает сигнал, несущий информацию о плотности распределени зар да. А с полосно-пропус- кагощего фильтра 10 на первый вход сумматора 11 поступает вьщеленный г сигнал с частотой задающего генератора 6, модулированный сигналом, со- ответствующим потенциальному рельефу диэлектрика. На второй вход сумматора через селективный усилитель ю 13, настроенный на частоту задающего генератора 6, подаетс компенсирующий сигнал с второго измерительного зонда 2, расположенного со стороны провод щей подложки 4. Первый 15 и второй измерительные зонды 1 и 2 наход тс на одинаковом рассто нии от провод щей подложки 4 и перемещаютс синхронно и симметрично относительно нее. Таким образом, разница 20 между двум сигналами, полученна на выходе сумматора 11, соответствует диэлектрической проницаемости исследуемого диэлектрика 3 и его толщине. При исследовании диэлектриков с из- 25 вестной диэлектрической проницаемостью выходной сигнал сумматора 11 отслеживает изменение толщины диэлектрика 3. Этот сигнал преобразуетс в посто нный с помощью блока 12 детек- ЗО тировани и подаетс на управл ющий вход усилител 7 с регулируемым коэффициентом передачи, через который передаетс информаци с зонда I, расположенного со стороны диэлектрика 3. Усилитель 7 с регулируемым коэффициентом передачи уменьшает или увели- чивает проход щий через него сигнал, чем достигаетс независимость полезной информации о распределении плот- 40 ности зар да от толщины диэлектрика 3,

Аналогично работает схема управлени в цепи второго измерительного зонда 2. На управл ющий вход дополнительного усилител 5 с регулируемым дз коэффициентом передачи с зонда 2 через второй блок 14 детектировани поступает сигнал, соответствующий рассто нию зондов 1 и 2 от провод щей подложки 4. Тогда напр жение, подава- о емое с задающего генератора 6 на провод щую подложку 4, регулируетс так, чтобы измер емые параметры не

зависели от рассто ни первого и второго измерительных зондов 1 и 2 от провод щей подложки 4.

Таким образом, при определении плотности распределени зар дов на поверхности диэлектрического сло с помощью предлагаемого устройства исключаетс необходимость проведени дополнительных измерений толщины сло и рассто ни между измерительными зондами и подложкой. Это приводит к увеличению быстродействи процесса измерени и снижению погрешности измерений устройства дл бесконтактного измерени плотности поверхностных зар дов.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл бесконтактного измерени плотности поверхностных зар дов , содержащее последовательно соединенные первый измерительный зонд, размещенный со стороны исследуемого диэлектрика, расположенного на провод щей подложке, и усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, фильтр нижних частот и индикатор, второй измерительный зонд и задающий генератор, отличающеес тем, что, с целью повышени точности и быстродействи , введены последовательно соединенные полосно-пропускающий фильтр, сумматор и первый блок детектировани , выход которого подключен к управл ющему входу усилител с регулируемым коэффициентом передачи , при этом вход полосно-пропускаю- щего фильтра подключен к выходу усилител с регулируемым коэффициентом передачи, а второй вход сумматора через введенный селективньй усилитель подключен к второму измерительному зонду, расположенному со стороны провод щей подложки, и входу введенного второго блока детектировани , выход которого подключен к управл ющему входу введенного дополнитель- ного усилител с регулируемым коэффи циентом передачи, выход которого соединен с провод щей подложкой, а вход подключен к задающему генератору.