Устройство для формирования фотоответного изображения исследуемых полупроводниковых структур

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ФОТООТВЕТНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ИССЛЕДУЕМЬК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР , содержащее оптически связанные источник излучения, первый сканирую-1ЦИЙ блок с зеркалом и второй сканиРУЮИ1ИЙ блок с зеркалом, при этом второй сканирующий блок с зеркалом оптически связан через (})окусирующл1о систему с оптическим входом исследуемой полупроводниковой структуры, электрический выход которой через видеоусилитель подключен к сигнальному входу видеоконтрольного блока, отличающееся тем, что, с целью -кеньшения искажений изображений , в него введены источник опорного напряжения, генератор тактовых импульсов, три цифровых генератора развертки, цифровой таймер , при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого, второго цифровых генераторов развертки и цифрового таймера, второй вход которого подключен к первому выходу первого цифрового генератора развертки, а выходк второму входу второго цифрового генератора развертки, первый выход которого соединен с первым входом третьего цифрового генератора развертки , при этом выход источника опорного напряжения соединен с. вторым лходом первого, с третьим входом второго и вторьг( входом третьего цифровых генераторов развертки, а второй выход первого, второй выход второго и выход третьего цифровых генераторов развертки соединены соответственно с первым сканирующим, блокомС зеркалом, с входом X видеокоитрольного блока и с входом У 1П1деоконтрольного блока, с которым также соединен второй сканирующий блок с зеркалом. - 2. Ус.тройство по п. 1, отличающееся , тем, что каждый цифровой генератор развертки содер (Л жит последовательно, соединенные двоичный счетчик и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), при этом в первом цифровом генераторе развертки его первым и вторым входами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика и управляющий вход ЦАП, а первым и вторым выходами - соответственно выход импульса переноса со ;о :л :л двоичного счетчика и выход ЦАП, во втором цифровом генераторе рлзвертки его первым, вторым и третьим входами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика, вход установки в ноль двоичного счетчика и управляющий вход ЦАП, а первым и вторым выходами - соответственно выход импульса переноса двоичного счетчика и выход ЦАП, в третьем цифровом генераторе развертки его первым и вторьм входами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика и управляющий вход ЦАП, а выходом - выход ЦАП.

(.СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

- РЕСПУБЛИК

„Я! Н 04 ь! 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3437998/18-09 (22) 17. 03.82 (46) 23.08.84. Бюл. !! 31 (72) В.H.Àìàçàñïÿí и A.Ã.Áóòàåâ (53) 621.397(088.8) (56) 1. "Электронная промышленность", выл. (73) — 2(7 ), 1979, с. 102108.

2. "Applaid Opt ics", 10, 1971, рр 858-861 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ФОТООТВЕТНОГО ИЗОБРАЖЕ!!ИЯ

ИССПЕДУЕ!!ЬЕ: ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР, содержащее оптически связанные источник излучения, первый сканирую, щий блок с зеркалом и второй сканирующий блок с зеркалом, при этом второй сканирующий блок с зеркалом оптически связан через фокусирующую систему с оптическим входом исследуемой полупроводниковой с-,руктуры, электрический выход которой, через видеоусилитель подключен к сигнальному входу видеоконтрольного блока,, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения искажений иэображений, в него введены источник опорного напряжения, генератор тактовых импульсов, три цифровых ге) нератора развертки, цифровой таймер, при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого, второго цифровых генераторов развертки и цифрового таймера, второй вход которого подключен к первому выходу первого цифрового генератора развертки, а выходк второму входу второго цифрового генератора развертки, первый выход которого соединен с первым входом третьего цифрового генератора раэ„„5IJ„„1109955 вертки, при этом выход источника опорного Hëïðÿæåíèÿ соединен с. вторым входом первого, с третьим входом второго и вторым входом третьего цифровых генераторов развертки, а второй выход первого, второй выход второго и выход третьего цифровых генераторов развертки соединены соответственно с первым сканирующим. блоком с зеркалом, с входом Х видеоконтрольного блока и с входом

У видеоконтрольного блока, с которым также соединен второй сканирующий блок с зеркалом. .2. Устройство по п. 1, о т— л и ч а ю щ е е с я. тем, что каждый цифровой генератор развертки содержит последовательно соединенные

I двоичный счетчик и цифроаналоговый преобразователь (ЦАЛ), при этом в первом цифровом генераторе развертки его первым и вторым входами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика и управляющий вход ЦАП, а первым и вторым выходами — соответственно выход импульса переноса двоичного счетчика и выход ЦАП, во втором цифровом генераторе развертки em первым, вторым и третьим входами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика, вход установки в ноль двоичного счетчика и управляющий вход ЦАП, а первьи и вторым выходами — соответственно выход импульса переноса двоичного счетчика и выход ЦАП, в третьем цифровом генераторе развертки его первым и вторым входами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика и управляющий вход

ЦАП, а выходом — выход ЦАП.

Цель достигается тем, что в уст-. ройство для формирования фотоответного изображения исследуемых полупроводниковых структур, содержащее, оптически связанные источник излучения, первый сканирующий блок с зеркалом и второй сканирующий блок с зеркалом, при этом второй сканирующий блок с зеркалом оптически связан через фокусирующую систему с оптическим входом исследуемой полу1 11099

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для контроля и диагностики полупро" водниковых структур.

Известно устройство для формирования фотоответного изображения исследуемых полупроводниковых структур, содержащее источник излучения, оптически связанный с зеркальными дефлекторами, синхрогенератор, два 10 выхода которого подключены соответственно к управляющим входам телевизионной трубки и зеркальных дефлекторов (1).

Недостатком устройства явля- 15 ется необходимость работы на повышенной строчной частоте, так как для получения фотоответного изображения с высоким разрешением необходимо использование видеоусилителя с расширенной полосой усиливаемых частот, что в конечном итоге приводит к снижению чувствительности устройства.

Кроме того, при высокой строчной 25 частоте затрудняется исследование низкочастотных полупроводниковых структур, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является щ устройство для формирования фотоответного иэображения исследуемых полупроводниковых структур, содержащее оптически связанные источник излучения, первый сканирующий блок с зеркалом и второй сканирующий блок с зеркалом, при этом второй сканирующий блок с зеркалом оптически связан через фокусирующую систему с оптическим входом иссле- 40 дуемой полупроводниковой структуры, электрический выход которой через видеоусилитель подключен к сигнальному входу видеоконтрольного блока (23.

Целью изобретения является уменьшение искажений -изображения.

55 проводниковой структуры, электрический выход которой через видеоусилитель подключен к сигнальному входу видеоконтрольного блока, введены источник опорного напряжения, генератор тактовых импульсов, три идентичных цифровых генератора развертки, цифровой таймер, при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого, второго цифровых генераторов развертки и цифрового таймера,. второй вход которого подключен к первому выходу первого цифрового генератора развертки, а выход - к второму вхбду второго цифрового генератора развертки, первый выход которого соединен с первым входом третьего. цифрового генератора развертки, при этом выход источника опорного напряжения соединен с вторым входом первого, с третьим входом второго и вторым входом третьего цифровых генераторов развертки, а второй выход первого, второй выход второго и выход третьего цифровых генераторов развертки соединены соответI ственно с первым сканирующим блоком с зеркалом, с входом Х видеоконтрольного блока и с входом У видеоконтрольного блока, с которым также соединен второй сканирующий блок с зеркалом.

При этом каждый цифровой генератор развертки содержит последовательно соединенные двоичный счетчик и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), при этом,в первом цифровом генераторе развертки его первым и вторым входами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика и. управляющий вход ЦАП, а первым и вторым выходами — соответственно выход импульса переноса двоичного счетчика и выход ЦАП, во втором цифровом генераторе разверт. ки его первым, вторым и третьим входами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика, вход установки в ноль двоичного счетчика и управляющий вход ЦАП, а первьм и вторым выходами » соответственно выход импульса переноса двоичного счетчика и выход ЦАП, в третьем цифровом генераторе развертки

его первым и вторым выходами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика и управляющий вход ЦАП, а выходом — выход.ЦАП.

1.109955

50

Неискаженное фотоответное изображение исследуемой полупроводниковой структуры 5 может быть получено только при условии полного совпадения формы одноименных сигналов развертки обоих растров и синхронНа чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для формирования фотоответного изображения исследуемых полупроводниковых структур.

Устройство содержит источник 1 излучения, первый сканирующий блок

2 с зеркалом, второй сканирующий, блок 3 с зеркалом, предназначенные для развертки луча по направлениям

Х и У соответственно, фокусирующую. систему 4, исследуемую полупроводниковую структуру 5, видеоусилитель 6, видеоконтрольный блок 7, генератор 8 тактовых импульсов (ГТИ), цифровой таймер 9, источник 10 опорного напряжения, первый цифровой генератор 11 развертки, состоящий из двоичного счетчика 12 и 13, второй цифровой генератор 14 развертки, состоящий из двоичного счетчика

15 и ЦАП 16, третий цифровой генератор 17 развертки, состоящий из двоичного счетчика 18 и .ЦАП 19.

Устройство работает следующим

25 образом.

Световой луч от источника 1 излучения, проходя через первый сканирующий блок 2 и второй сканирующий блок 3, с помощью фокусирующей системы 4 фокусируется на поверхности исследуемой полупроводниковой структуры 5. Электрические пилообразные сигналы развертки, поступающие на первый и второй ска- И ныряющие блоки 2 и 3 от первого и третьего цифровых генераторов 11 и 17, вынуждают их колебаться во взаимно перпендикулярных направлениях, образуя тем самыми на поверхности 40 исследуемой полупроводниковой структуры 5 световой растр. На экране видеоконтрольного блока 7 аналогичными сигналами развертки создается телевизионный растр. Фазоответное изображение на экране видеоконтрольного блока 7 формируется путем модуляции яркости телевизионного растра фотоответным сигналом исследуемой полупроводниковой структуры 5, усиленным с помощью видеоусилителя 6. ности передвижения светового и телевизионного лучей.

Для этого ГТИ 8 вырабатывает импульсы прямоугольной формы, поступающие на счетные входы первого и второго двоичных счетчиков 12 и 15, а также на первый (счетный) вход цифрового таймера 9. Первый и второй двоичные счетчики 12 и 15 постоянно находятся в режиме счета импульсов и при этом на выходах соответствующих

ЦАП 13 и 16 генерируются аналоговые сигналы развертки пилообразной формы, в то время как цифровой тайI мер 9 работает в счетном режиме только в интервале времени от начала синхроимпульса первого цифрового генератора 11 развертки, поступающего на второй (запускающий) вход цифрового таймера 9, до появления на его выходе короткого выходного импульса (длительность выходного импульса цифрового таймера 9 меньше. периода повторения импульсов ГТИ 8). Интервал времени, в течение которого цифровой таймер 9 работает в счетном режиме, определяется следующим выражением а о

t — интервал времени, в течение которого цифровой таймер 9 работает в счетном режиме (время задержки срабатывания цифрового таймера

9) р

Т© — период повторения импульсов

ГТИ 8; и — уставка цифрового таймера 9, т.е. необходимое для его срабатывания (появления выходного импульса) количество тактовых импульсов, поступивших на счетный вход после запуска.

Все остальное время цифровой таймер 9 находится в ждущем режиме.

Для определенности рассмотрим .работу К-канала блока развертки с момента переполнения двоичного счетчика 12. На выходе импульса переноса двоичного счетчика 12 появляется импульс переноса, запускающий цифровой таймер 9 (переводящий его из ждущего режима в режим счета) . Двоич-. нвй счетчик 12 после переполнения обнуляется и следующие импульсы цифровой таймер 9 начинает считать одновременно с двоичным счетчиком 12.

11099

Через время задержки Ф, определяемое уставкой N цифрового таймера 9, на выходе его появляется импульс, обнуляющий двоичный счетчик 15. Начиная с этого момента,на выходах первого и второго цифровых генераторов развертки 11 и 14 (выходы цифроаналогового преобразователей 13 и 16) генерируются пилообразные сигналы развертки с одинаковым периодом повторения (поскольку разрядность двоич. ных счетчиков 12 и 15 одинакова), но сдвинутые друг относительно друга по фазе, определяемой временем задержки срабатывания t цифрового 15

3 таймера 9. Оба пилообразных сигнала идентичны по форме (равны их амплитудам, длительности прямого хода и т.д), поскольку оба ЦАП 13 и

16 идентичны и питаются от одного источника 10 опорного напряжения.

Изменением уставки К цифрового таймера 9 можно регулировать разность фаз между электрическими сигналами Х-развертки первого сканирую- 25 щего блока 2 и Х-развертки видеоконтрольного блока 7 в интервале от

0 до 2ь (при изменении М от 0 до

2 " 1, где n — - разрядность двоичных счетчиков 12 и 15). Следовательно, 3о можно полностью компенсировать разность фаэ светового и телевизионного растров на любой частбте сканирования, Поскольку частота развертки и фазовый сдвиг между сигналами развертки определяется только частотой

ГТИ 8, обеспечение стабильности которой легко осуществимо (например, использованием кварцевого генератора прямоугольных импульсов), то, как частота развертки, так и компенсирующий фазовый сдвиг в предлагаемом устройстве имеют высокую стабильность.

Идентичность форм обоих электрических сигналов развертки обеспечивает отсутствие нелинейных искажений фотоответного изображения, а его фазовые искажения устраняют установкой требуемого фазового сдвига между этими электрическими сигналами X-развертки.

Благодаря использованию общего для всех цифровых генераторов 11, 14 и 17 развертки источника 10 опорного напряжения, амплитуды всех трех пилообразных сигналов развертки равны между собой, и коэффициент линейного увеличения устройства остается постоянным и не зависит от абсолютной величины амплитуды, а следовательно, и от абсолютной веичины выходного напряжения источника 10 опорного напряжения.

Таким образом, предпоженное устройство обеспечивает. получение неискаженного и стабильного фазоответного изображения,,что позволит более эффективно использовать его для исследования полупроводниковых структур.

Составитель В.Лапшов

Редактор В.Иванова Техред И.Кузьма Корректор В.Гирняк

Заказ 6!04/44 Тираж 635 Подписное

ВНИИйИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал НПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4