SU1638745A1

SU1638745A1 - Растровый электронный микроскоп

Info

Publication number: SU1638745A1
Application number: SU884486287A
Authority: SU
Inventors: Алексей Алексеевич Патрин; Александр Михайлович Янченко; Альберт Евдокимович Лукьянов
Original assignee: Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина
Priority date: 1988-09-26
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1991-03-30

Abstract

Изобретение относитс к растровой электронной микроскопии полупроводниковых объектов и может быть использовано дл визуализации и измерени распределени времени жизни неравновесных носителей зар да по поверхности этих объектов. Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей растрового электронного микроскопа при обеспечении неразрушающего характера измерений. Микроскоп снабжен измерительным СВЧ- преобразователем в виде отрезка волновода , ориентированным перпендикул рно электронно-оптической оси и выполненным по крайней мере с одним отверстием по ходу электронного пучка. Объект располагаетс над или под соответствующим отверстием . Система обработки и регистрации сигнала снабжена СВЧ-генерэтором, цирку- л тором, СВЧ-детектором и фазовым анализатором . Вывод преобразовател соединен с первым входом циркул тора, второй вход которого соединен с выходом СВЧ-генера- тора, а выход - с входом СВ Ч-детектора. Первый вход фазового анализатора соединен с выходом блока управлени электронным пучком, второй вход - с выходом СВЧ-детектора, а выход - с входом блока усилени и визуализации. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к растровой электронной микроскопии полупроводниковых объектов (например, кремниевых пластин , структур) и может быть использовано дл визуализации и измерени распределени времени жизни неравновесных носителей зар да по поверхности этих объектов.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей растрового элек- тронного микроскопа (РЭМ) при обеспечении нерээрушающего характера измерений.

На фиг.1 показана блок-схема РЭМ; на фиг.2 - схема расположени объекта и СВЧ- преобразовател .

РЭМ включает электронно-оптическую колонну 1 с системой 2 формировани и сканировани электронным пучком, выводы которой соединены с блоком 3 управлени электронным пучком по координатам и времени . По ходу электронного пучка размещены исследуемый объект 4 и измерительный СВЧ-преобразователь 5 (ИП). Система обработки и регистрации сигнала включает цир- кул тор 6, вторгй вход которого соединен с

сь со

00

XI ь. ел

выходом СВЧ-генератора 7, первый вход - с выводом ИП 5, а выход- с СВЧ-детектором (Д) 8. Выходы блока 3 и Д 8 соединены с соответствующими входами фазового анализатора 9, выход которого соединен с входом блока 10 усилени и визуализации сигнала.

ИП 5 выполнен (фиг.2) в виде отрезка волновода, ориентированного перпендикул рно электронно-оптической оси 11 и имеющего высокочастотный вывод 12 через стенку РЭМ. Объект 4 может устанавливатьс над или под отверсти ми 13, выполненными по ходу электронного пучка в стенках волновода.

Устройство работает следующим образом .

Электронный пучок взаимодействует с, объектом 4 и генерирует в его приповерхностном объеме неравновесные носители зар да , что приводит к модул ции добротности системы объект - ИП с задержкой во времени адекватно времени жизни неравновесных носителей. Это отражаетс в виде изменени амплитуды СВЧ-сигнала на Д 8, который проходит по тракту: СВЧ-генератор 7 - циркул тор 6 - ИП 5 - циркул тор 6 - Д 8. Сигналы с выходов Д 8 и блока 3 управлени электронным пучком поступают на входы фазового анализатора 9, который определ ет сдвиг фаз в между этими сигналами либо сдвиг фронтов импульсов, либо другие временные соотношени . Врем т жизни не- равновесных носителей может быть определено из соотношени tg Э еот,где . частота синусоидальной модул ции.

П р и м е р. В РЭМ типа ISM-U3 помещалс измерительный преобразователь диапазона 3 см в виде отрезка пр моугольного волновода с одним отверстием щелевидной формы (длина 5 мм, ширина 1 мм), вырезанным в месте пучности сто чей СВЧ-волны. Дл генерации СВЧ использовалс диод Ганна АА703, дл детектировани - диод Д403, циркул тор-стандартный дл диапазона 3 см. Электронный пучок модулировали во времени на частоте 1 кГц (генератором

TR-0401), в качестве анализатора использовали фазометр Ф2-4 или двухлучевой осциллограф С1-74. Измер лись времена жизни на кремниевых пластинах р-типа с удельным сопротивлением 10 Ом- см и выше. Можно измер ть времена жизни и в материалах с меньшим удельным сопротивлением в зависимости от конкретной конструкции ИП и чувствительности детектора. ИП может

быть выполнен с одним либо с двум отверсти ми различной формы, а объект может размещатьс внутри или вне ИП.

Claims

В результате измерений получены данные о распределении времен жизни по площади растра 1x1 мм с размещением лучше 0,1 мм в диапазоне времени жизни 18-25 мкс дл кремни 10 Ом-см. Формула изобретени Растровый электронный микроскоп дл

анализа полупроводниковых объектов, содержащий электронно-оптическую колонну, блок управлени электронным пучком по координатам и времени и систему обработки и регистрации сигнала, включающую блок

усилени и визуализации, отличающий- с тем, что, с целью расширени функциональных возможностей за счет визуализации распределени времени жизни носителей зар да и осуществлени количественного анализа при обеспечении неразрушающего характера измерений, он снабжен измерительным СВЧ-преобразо- вателем в виде отрезка волновода по крайней мере с одним отверстием по ходу

электронного пучка, а система обработки и регистрации сигнала снабжена СВЧ-гене- ратором, циркул тором, СВЧ-детектором и фазовым анализатором, при этом вывод измерительного СВЧ-преобразовател соединен с первым входом циркул тора, второй вход которого соединен с выходом СВЧ-генератора , а выход - с входом СВЧ-детекто- ра, первый вход фазового анализатора соединен с выходом блока управлени электронным пучком, второй вход - с выходом СВЧ-детектора. а выход - с входом блока усилени и визуализации.

Фаг.1

13