SU748148A1 - Method and apparatus for measuring temperature gradient on semiconductor material layer - Google Patents

Method and apparatus for measuring temperature gradient on semiconductor material layer Download PDF

Info

Publication number
SU748148A1
SU748148A1 SU782647803A SU2647803A SU748148A1 SU 748148 A1 SU748148 A1 SU 748148A1 SU 782647803 A SU782647803 A SU 782647803A SU 2647803 A SU2647803 A SU 2647803A SU 748148 A1 SU748148 A1 SU 748148A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
radiation
temperature
layer
black body
measured
Prior art date
Application number
SU782647803A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Ксенофонтович Битюков
Вадим Александрович Петров
Валентин Юрьевич Резник
Сергей Владимирович Степанов
Original Assignee
Институт Высоких Температур
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Высоких Температур filed Critical Институт Высоких Температур
Priority to SU782647803A priority Critical patent/SU748148A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU748148A1 publication Critical patent/SU748148A1/en

Links

Landscapes

  • Radiation Pyrometers (AREA)

Description

юследовательно модель черного тела оптическую систему, инфракрасный приемник излучени  с фильтром, выдел ющим область сильного поглощени  исследуемого материала, и автоматическую регистрирующую аппаратуру .In this case, the blackbody model is an optical system, an infrared radiation detector with a filter that highlights the area of strong absorption of the material under study, and an automatic recording equipment.

Основным недостатком известного способа и устройства дл  измерени  перепада температур на слое частично прозрачного материала  вл етс  невысока  точность измерени ,, обусловленна  значительными погрешност ми измерени  температуры в области сильного поглощени  материала, и необходимостью последовательно измер ть температуру на обеих границах сло  частично прозрачного материала с последующим вЕлчислением перепада температур на слое как разности двух измеренных температур границ .The main disadvantage of the known method and device for measuring temperature differences on a layer of partially transparent material is the low measurement accuracy, due to significant errors in temperature measurement in the region of strong absorption of the material, and the need to consistently measure the temperature at both boundaries of the layer of partially transparent material followed by calculating temperature difference on the layer as the difference between the two measured temperature boundaries.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  перепада температур на слое частного прозрачного материала, а также повышение эффективности устройства.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the temperature drop across a layer of a particular transparent material, as well as to increase the efficiency of the device.

Эта цель достигаетс  тем, что при градуировке дополнительно измер ют отношение  ркостей дл  узкого спектрального диапазона в видимой области спектра и по известным -соотношени м рассчитывают перепад температур на модели черного тела, затем по градуировочной кривой зависимости отношени   ркостей излучени  от перепада температур определ ют исходную величину.This goal is achieved by the fact that when calibrating, the ratio of the vibrations is additionally measured for a narrow spectral range in the visible spectral range, and the temperature difference on the black body model is calculated using known β-ratios, then the initial value is determined from the calibration curve of the ratio of radiation intensity to temperature. .

Устройство дл  осуществлени  этого способа, включающее расположенные последовательно модель черного тела, оптическую систему, инфракрасный приемник излучени  с фильтром дл  вьщелени  области сильного поглощени  исследуемого материала и автоматическую регистрирующ аппаратуру. Устройство дополнительно содержит приемник излучени  с узкополоснЫм фильтром, зеркальный модул тор , снабженный приводом, приче модул тор расположен в плоскости, проход щей через биссектрису угла между ос ми приемников излучени .A device for carrying out this method, comprising a sequentially arranged black body model, an optical system, an infrared radiation detector with a filter to select a region of strong absorption of the material under investigation, and automatic recording equipment. The device further comprises a radiation receiver with a narrow-band filter, a mirror modulator equipped with a drive, and the modulator is located in a plane passing through the bisector of the angle between the axes of the radiation receivers.

На фиг. 1 показана схема устройства дл  измерени  перепада температур на слое частично прозрачного мaтep iaлa, на фиг. 2 - график кривых , жохорые используют при определениьг перепада температур на слое частично прозрачного материала.FIG. 1 shows a diagram of a device for measuring temperature differences on a layer of partially transparent material alaa, FIG. 2 is a graph of curves; johorns are used in determining the temperature drop across a layer of partially transparent material.

Устройство включает инфракрасный охлаждаемы приемник 1 излучени , чувствительным элементом которого  вл етс  германий, легированнь1й золотом , типа Свод.The device includes an infrared cooled radiation receiver 1, the sensitive element of which is germanium doped with gold, such as Arch.

Перепад инфракрасным приемником 1 излучени  установлен инфракрасный интерференционный фильтр 2, вырезаюDifferential infrared receiver 1 radiation set infrared interference filter 2, cut out

щий область сильного поглощени  исследуемого материала.the area of strong absorption of the material under study.

Градуировку провод т по трубчатой модели черного тела 3 с трем  отверсти ми 4, 5 и б. .Graduations are carried out on a tubular black body model 3 with three holes 4, 5 and b. .

Модель черного тела 3 с помощью токоподводов 7 нагреваетс  проход щим током.The black-body model 3 is heated by a passing current by means of current leads 7.

Отверсти  4 и 6 модели черного тела 3 визируют либо инфракрасным приемником 1 излучени  с фильтром 2, либо приемником 8 излучени  дл  видимой области спектра, например, ФЭУ-79. Перед приемником излучени  установлен красный интерференционный светофильтр 9, вырезающий излучение в области длины волн от 0,65 до 0,66 мкм. Попеременное направление излучени  модели черного тела 3 (при градуировке) или образца (при измерени х), устанавливаемого на место модели черного тела, и модул ци  излучени  на частоте 37- Гц с последующим синхронным детектированием осуществл ют оптической системой 10 и зеркальным модул тором 11, снабженным приводом 12, причем модул тор 11 расположен в плкости , проход щей через биссектрису угла между ос ми приемников излучен 1 и 8. Регистрацию сигналов с приемников излучени  1 и 8 осуществл ют с использованием автоматической регистрирующей аппаратуры 13. Измерение опорной температуры осуществл ют оптическим пирометром 14 либо термопарой. The holes 4 and 6 of the blackbody model 3 are sighted either by an infrared radiation receiver 1 with filter 2 or radiation receiver 8 for the visible spectral region, for example, a PMT-79. A red interference filter 9 is installed in front of the radiation receiver, cutting out the radiation in the wavelength range from 0.65 to 0.66 µm. The alternating direction of emission of the blackbody model 3 (with graduation) or sample (with measurements) installed in place of the black body model, and the modulation of radiation at a frequency of 37 Hz with subsequent synchronous detection is performed by the optical system 10 and a mirror modulator 11, equipped with a drive 12, wherein the modulator 11 is located in a tangling angle passing through the bisector of the axes of the receivers is radiated 1 and 8. Signals from radiation receivers 1 and 8 are recorded using an automatic recording equipment 13. Measurement of the reference temperature is carried out using an optical pyrometer 14 or a thermocouple.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Трубчатую модель черного тела 3 нагревают до стационарного состо ни . После этого визируют отверсти  4 и 6 с помощью зеркального модул тора 11 на приемных диафрагмах инфракрасного приемника излучени  1 и приемника излучени  в видимой области излучени  в инфракрасной облати . Затем на несколько градусов (5-15 к) увеличивают температуру модели черного тела 3 и измер ют излучение в видимой и инфракрасной област х спектра.The tubular model of the black body 3 is heated to a stationary state. Thereafter, holes 4 and 6 are sighted using a mirror modulator 11 at the receiving apertures of the infrared radiation receiver 1 and the radiation receiver in the visible radiation region in the infrared plate. Then, the temperature of the blackbody model 3 is increased by several degrees (5-15 K) and the radiation in the visible and infrared regions of the spectrum is measured.

Последовательно измен   темперс туру модели черного тела 3. определ ют Т и, соответственно, ДТ и стро т градуировочную зависимость.Successively changing the temperature of the blackbody model 3. determine T and, accordingly, DT and build a calibration dependence.

|--(.т)| - (. t)

где J , JP интенсивность излучени where J, JP is the radiation intensity

при температуре Т и i;, соответственно , дТ - разность температур, дТ рассчитываетс  по формулеat temperature T and i ;, respectively, dT is the temperature difference, dT is calculated by the formula

AT-- °AT-- °

Claims (2)

--Тоеп Iгде В, Ед -  ркоааь излучени  мод ли черного тела при т пературе Т,Тр соответс венно, С - 1438-10 м град; Л- длина волны, соответст вующа  максимальному пропусканию интерферен ционного фильтра дл  видимой части спектра Опорную температуру т, устанавливают и измер ют через каждые 100 В результате на графике 4 f (дТ) . получают набор кривых, которые используют при определении перепада температур на слое частично проз рачного материала (фиг. 2). Сравнение оценок погрешности из мерени  перепада материала известным способом и предложенным показы вает, что предложенный способ позвол ет уменьшить погрешность в 10 раз. Формула изобретени  1. Способ измерени  перепада те ператур на слое полупрозрачного ма териала, включающий предварительну градуировку приемника излучени  по  ркости излучени  модели черного тела при различных температурах с последующим фотоэлектрическим изме рением  ркостей излучени  границ сло  полупрозрачного материала, о личающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, при градуировке дополнительно измер ют отнесение  ркостей дл  узкого спектрального диапазона в видимой области спектра и по известным соотношени м вычисл ют перепад температур на модели черного тела, затем по градуировочной кривой зависимости отношени   ркостей излучени  от перепада температур определ ют перепад температур на слое полупрозрачного материала. 2. Устройство.дл  осуществлени  способа по п. 1, включающее расположенные последовательно модель черного тела, оптическую систему, инфракрасный приемник излучени  с фильтром дл  выделени  области сильного поглощени  исследуемого материала и автоматическую регистрирующую - аппаратуру , отличающеес  тем, что, с целью повьпиени  точности измерени  устройство дополнительно содержит приемник излучени  с узкополосным фильтром, зеркальный модул тор , снабженный приводом, причем модул тор расположен в плоскости, проход щей через биссектрису угла между ос ми приемников излучени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Андерсон Р., Вискоита, Стивенон С. Перенос тепла в полупрозрачных телах.Теплопередача 1973, 2, . 33-42. .- Toep I Where B, Un - sharply radiation of a black body mod at temperature T, Tr, respectively, C - 1438-10 m degrees; L is the wavelength corresponding to the maximum transmittance of the interference filter for the visible part of the spectrum. The reference temperature, t, is set and measured every 100 times. As a result, in the graph 4 f (dT). a set of curves is obtained, which are used in determining the temperature difference on a layer of partially transparent material (Fig. 2). A comparison of the error estimates for measuring the material drop in a manner known and proposed shows that the proposed method makes it possible to reduce the error by a factor of 10. Claim 1. A method for measuring a differential on a translucent material layer, including pre-calibration of a radiation receiver by the radiation brightness of a black body model at various temperatures, followed by photoelectric measurement of radiation efficiencies of the boundaries of a layer of translucent material that measurement accuracy, when calibrating additionally, the assignment of vibrations is measured for a narrow spectral range in the visible region of the spectrum and by known ratios the temperature difference is measured on the blackbody model, then the temperature gradient on the layer of translucent material is determined from the calibration curve of the ratio of the radiation intensity to the temperature difference. 2. The device for implementing the method according to claim 1, comprising a sequential black body model, an optical system, an infrared radiation detector with a filter for identifying a region of strong absorption of the material under investigation and an automatic recording equipment, characterized in that, in order to measure the accuracy the device further comprises a radiation receiver with a narrow-band filter, a mirror modulator equipped with a drive, the modulator being located in the plane passing through the bisector su angle between the axes of the radiation receivers. Sources of information taken into account in the examination 1. R. Anderson, Viscoita, Stephenon S. Heat transfer in translucent bodies. Heat transfer 1973, 2,. 33-42. . 2. Патент США 2912862, л. 79-355, опублик. 1959.2. US patent 2,912,862, l. 79-355, pub. 1959. 0и«./0 and "./ иг. 2ig. 2
SU782647803A 1978-06-23 1978-06-23 Method and apparatus for measuring temperature gradient on semiconductor material layer SU748148A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782647803A SU748148A1 (en) 1978-06-23 1978-06-23 Method and apparatus for measuring temperature gradient on semiconductor material layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782647803A SU748148A1 (en) 1978-06-23 1978-06-23 Method and apparatus for measuring temperature gradient on semiconductor material layer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU748148A1 true SU748148A1 (en) 1980-07-15

Family

ID=20778404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782647803A SU748148A1 (en) 1978-06-23 1978-06-23 Method and apparatus for measuring temperature gradient on semiconductor material layer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU748148A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5029117A (en) Method and apparatus for active pyrometry
US6082892A (en) Temperature measuring method and apparatus
CN111024258B (en) Device for measuring internal heat distribution and thermal stability of alkali metal air chamber
US5258602A (en) Technique for precision temperature measurements of a semiconductor layer or wafer, based on its optical properties at selected wavelengths
JPS6312938A (en) Gas analyzer and gas analyzing method
CN116818663A (en) Multispectral infrared imaging gas cloud cluster concentration detection system and detection method
US4320297A (en) Split detector
RU2083961C1 (en) Method of measurement of temperature and emissivity of surface
SU748148A1 (en) Method and apparatus for measuring temperature gradient on semiconductor material layer
US3610592A (en) Method and apparatus for estimating errors in pyrometer readings
US4605314A (en) Spectral discrimination pyrometer
US5084621A (en) Radiometric standard infrared detector
Male A photographic pyrometer
JPS55144513A (en) Measuring method of emissivity
GB2116317A (en) Infrared radiation gas analyzer
US3376748A (en) Method and apparatus for radiation pyrometry
SU823989A1 (en) Device for measuring absolute reflection and transmission factors
RU128322U1 (en) MULTI-CHANNEL CALORIMETRIC SPECTROMETER
JPH09126889A (en) Method and instrument for measuring temperature of semiconductor substrate
SU763699A1 (en) Method for contactless measurement of temperature
JPH0815036A (en) Method for correcting radiation thermometer and light measuring equipment by utilizing new interpolation formula
SU473906A1 (en) Infrared radiometer
JPS6138806B2 (en)
RU2219504C2 (en) Actual temperature pyrometer
CN117387767A (en) Infrared temperature measurement modeling method and device applied to double light paths