SU1749782A1 - Способ определени времени установлени равновесного состо ни адсорбированного сло молекул на поверхности полупроводниковых материалов - Google Patents

Abstract

Использование: физическа  оптика и может быть использовано дл  регистрации времени установлени  равновесного состо ни  адсорбированных молекул на поверхности полупроводниковых материалов. Сущность: дл  этого на поверхность исследуемого полупроводникового материала (ИПМ), помещенного в вакуум, направл ют луч линейно пол ризованного света (С) под углом на 1 -2° меньше главного угла падени  дл  поверхности ИПМ относительно нормали к поверхности. Затем вращают плоскость пол ризации падающего С, измен ют эллиптическую пол ризацию отраженного С на линейную, после чего гас т интенсивность отраженного С до момента регистрации минимального тока фотоприемника 6, провод т нарушение адсорбционного равновеси  на поверхности ИМП и по времени изменени  тока фотоприемника до возврата его к первоначальному значению суд т о времени установлени  равновесного состо ни  адсорбированного сло  молекул. 1 ил. С о сл |

Description

. Изобретение относится к физической оптике и может быть использовано для регистрации врёменй установления равновес ного состояния адсорбированных молекул на поверхности полупроводниковых материалов,

Известен способ определения времени установления равновесного состояния адсорбированного слоя молекул на поверхности твердых тел. основанный на измерении времени установления определенной разности давлений газа в заданном объеме при выполнении адсорбционно-десорбционных циклов.

Недостатком известного способа является необходимость использования больших площадей адсорбента, для чего последний размалывается в порошок. Однако при этом появляется неопределенность в оценке как измеряемого времени установления равновесного состояния адсорбироваиного слоя, так и количества адсорбированных молекул ввиду появления большого количества разнообразных пор и кристаллических плоскостей с различной ориентацией. Таким образом, данный способ искаючаёт возможность определения времени установления равновесного состояния адсорбированного газа на какой-либо определенной кристаллической плоскости малых размеров.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения выхода на равновесное состояние методом нуль-эллипсометрии, предусматривающий помещение исследуемого полупроводникового материала в вакуум, облучение его поверхности поляризованным излучением и определение равновесного состояния адсорбированного слоя молекул методом гашения интенсивности излучения.

Однако известный способ не обладает достаточной чувствительностью к изменению адсорбционного равновесия на поверхности полупроводниковых материалов.

Целью изобретения является повышение чувствительности способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения времени установления равновесного состояния адсорбированного слоя молекул на поверхности полупроводниковых материалов, включающему помещений исследуемого полупроводникового материала в вакуум, облучение его поверхности поляризованным излучением и определение равновесного состояния методом гашения интенсивности, поверхность полупроводникового материале облучают линейно поляризованным излу чением под углом на 1-2° меньше главного угла падения для поверхности исследуемого полупроводникового материала относительно нормали к его поверхности, вращают 5 плоскость поляризации падающего на поверхность излучения, изменяют эллиптическую поляризацию отраженного излучения до регистрации минимального тока фотоприемника, производят нарушение адсорб10 ционного равновесия на поверхности полупроводникового материала и по времени возврата тока к первоначальному значению судят о времени установления равновесного состояния адсорбированного 15 слоя молекул.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит лазер 1, четвертьволновые пластины 2 и 3. призмы Глана20 Томпсона 4 и 5, фотоприемник 6, регистратор 7, образец 8. вакуумную камеру 9 с окнами 10-12. в которой установлено устройство для юстировки образца, ртутную лампу 13.

Способ определения времени установления равновесного состояния адсорбированного слоя молекул на поверхности полупроводниковых материалов осуществляют следующим образом.

Поверхность образца полупроводникового материала предварительно оптически полируют, затем помещают в вакуумную камеру 9 и устанавливают на юстировочную площадку. Через входное окно 10 камеры на образец 8 направляют луч линейно поляризованного света под углом на 1-2° меньше главного угла падения для поверхности исследуемого материала относительно нормали' к его поверхности. Азимут поляризации луча может изменяться в пределах 0-360° без изменения интенсивности падающего на образец света, что достигается соответ ствующей ориентацией осей четвертьволновой пластины 2 для используемой длины световой волны относительно плоскости поляризации световой волны лазера 1. Отраженный луч имеет эллиптическую поляризацию. Ориентация осей эллипса поляризации отраженного света зависит как от значений оптических постоянных.на поверхности образца, угла падения света на образец, длины световой волны используемого излучения, так и от азимута плоскости поляризации падающего на образец света.

Изменяя азимут поляризации падающего на образец света посредством призмы 4 и изменяя тем самым пространственную ориентацию осей эллипса поляризации отраженного света, добиваются совмещения осей эллипса поляризации отраженного

1749782 6 света с кристаллическими осями четвертьволновой пластины 3, после прохождения которой свет становится линейно поляризованным, что обнаруживается с помощью анализатора 5, путем установки азимута 5 плоскости его пропускания в положение, при котором световой поток, приходящий через анализатор, минимальный, что обнаруживается с помощью фотоприемника 6. установленного по ходу отраженного луча. 10 Затем проводят нарушение равновесного состояния адсорбированного слоя на поверхности образца путем освещения светом ртутной лампы 13, По времени изменения тока фотоприемника 6 судят о времени ус- 15 тановления равновесного состояния адсорбированного слоя молекул.

Предлагаемый способ обеспечивает максимальную чувствительность к изменению адсорбционного равновесия на повер- 20 хности полупроводниковых материалов.

Claims (1)

1. Формула изобретения Способ определения времени установления равновесного состояния адсорбиро- 25 ванного слоя молекул на поверхности полупроводниковых материалов, включающий помещение полупроводникового материала в вакуум, облучение его поверхности поляризованным излучением и определение равновесного состояния методом гашения интенсивности, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что, с целью-повышения чувствительности способа, поверхность полупроводникового материала облучают линейно-поляризованным излучением под углом на 1-2° меньше главного угла падения для поверхности, относительно нормали к поверхности вращают плоскость поляризации падающего на поверхность излучения, изменяют эллиптическую поляризацию отраженного излучения на линейную, гасят интенсивность отраженного излучения до регистрации минимального тока фотоприемника, проводят нарушение адсорбционного равновесия и по времени изменения тока фотоприемника до возврата его к первоначальному значению судят о времени установления равновесного состояния адсорбированного слоя молекул.