Датчик электрофизических параметров полупроводников

 

1. ДАТЧИК ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, содержащий цилиндрический СВЧ-резонатор на одной из торцовых стенок которого расположен индуктивный штырь, а на другой выполнено измерительное отверстие , в которое введён свободный конец индуктивного штыря, а также элементы связи цилиндрического СВЧреЭонатора с СВЧ-генератором и индикатором , отличающийся тем, что, с целью измерения подвижности свободных носителей заряда, введен соленоид, который охватывает цилиндрический СВЧ-резонатор в области измерительного отверстия и установлен соосно с индуктивным штырем. 4аь : эь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Я

РЕСПУБЛИК (}9} (} }}

4(5}} G 01 R 31/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Ю Ю и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHObhV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3661782/24-09 (22) 04. 11.83 (46) 30.03.85. Бюл. В 12 (72) В.В.Медведев, А.С.Петров, А.А.Скрыльников и В.К. Катанухин (7 1) Сибирский ордена Трудового

Красного Знамени физико-технический институт им..-В.Д.Кузнецова при Томском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им. В.В.Куйбышева .(53) 621 ° 317 39(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 779931, кл. G 01 R 31/28, 1972 °

2. Авторское свидетельство СССР

Ф &96524, кл. G 01 N 22/00, 1982 (прототип) . (54) (57) 1 . ДАТЧИК ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ . ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, содержа.. щий цилиндрический СВЧ-резонатор, на одной из торцовых стенок которого расположен индуктивный штырь, а на другой выполнено измерительное отверстие, в которое введен свободный конец индуктивного штыря, а также элементы связи цилиндрического СВЧрезонатора с СВЧ-генератором и индикатором, отличающийся тем, что, с целью измерения подвижкости свободных носителей заряда, введен соленоид, который охватывает цилиндрический СВЧ-резонатор в облас-. ти измерительного отверстия и уста- 3 новлен соосно с индуктивным штырем.

2. Датчикпоп. 1, отличаюшийся тем, что торец соленоида расположен в плоскости наружной поверхности торцовой стенки с измерительным отверстием.

3. Датчик по пп. 1 и 2 отличающийся тем, что

148006 торцовая стенка с измерительным отверстием и внутренняя полость соленоида выполнены в форме усеченного конуса, ориентированного меньшим основанием в сторону измерительного отверстия .

Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах и может быть использовано при производстве полупроводниковых приборов, а также в исследовательской практике при изучении свойств новых полупро" водниковых материалов.

Известен датчик для измерения электрофизических параметров полу-. проводников, который содержит отре-,10 зок запредельного прямоугольного волновода, на одной нз широких стенок которого расположен индуктивный штырь, и элементы связи, причем для измерения параметров полупро- 13 водников исследуемый образец помещается в зазор между свободным торцом индуктивного штыря н широкой стенкой отрезка запредельного прямоугольного волновода (1) .

Недостатками известного датчика являются необходимость приготовления .

° исследуемых образцов в виде пластин определенной толщины и формы, трудоемкая операция размещения исследуемо-2S го образца внутри отрезка запредельного прямоугольного волновода под свободным торцом индуктивного штыря и узкий диапазон измерения удельного сопротивления (10 — 10 Ом.см).

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является датчик электрофизических параметров полупроводников, который содержит цилиндрический СВЧ-резонатор, на .од- 33 иой иэ торцовых стенок которого расположен индуктивный штырь, а на другой выполнено измерительное отверстие, в которое введен свободный конец индуктивного штыря, а также 40 элементы связи цилиндрического СВЧрезонатора с СВЧ-генератором и индикатором.

Однако с помощью такого датчика невозможно измерять подвижность свободных носителей заряда.

Целью изобретения является измерение подвижности свободных носителей заряда.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик электрофизических параметров полупроводников, содержащий цилиндрический СВЧ-резонатор, на одной.из торцовых стенок которого расположен индуктивный штырь, а на другой выполнено измерительное отверстие, в которое введен свободный конец индуктивного штыря, а также элементы связи цилиндрического СВЧрезонатора, с СВЧ-генератором и индикатором, введен соленоид, который охватывает ципиндрический СВЧ-резонатор в области измерительного отверстия и установлен соосно с индуктивным штырем.

Торец соленоида расположен в плоскости наружной поверхности торцовой стенки с измерительным отверстием.

Торцовая стенка с измерительным отверстием и внутренняя полость соленоида выполнены в форме усеченного конуса, ориентированного меньшим основанием в сторону измерительного отверстия.

На чертеже приведена схема датчи-. ка электрофизических параметров полупроводников.

Датчик электрофизических параметров полупроводников содержит цилийд- рический СВЧ-резонатор 1, на одной из торцовых стенок которого расположен индуктивный штырь 2, а на другой выполнено измерительное отверстие 3, гибкую.метлллическую диафрагму 4, элементы 5 связи и соленоид 6, внутренняя полость которого выполнена

1148006 (o) . (åÄ P P g эн (эн -0(o>l ((в1 Р»! для низкоомного полупроводника

Составитель P.Êóçíåöîâà

Редактор Л.Веселовская Техред Л.Иикеш Корректор А.Зимокосов

Заказ 1571/38 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фняиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 в форме усеченного конуса, а торец расположен в плоскости наружной поверхности торцовой стенки с измерительным отверстием 3.

Датчик электрофиэических параметров полупроводников работает следующим образом.

Для проведения измерений цилиндрический СВЧ-резонатор 1 через эле- 1(1 менты 5 связи включается в СВЧ-измерительный тракт, соленоид 6 подключается к внешнему источнику тока. Исследуемый образец 7 полупроводника накладывается на измерительное отверстие 3. Измеряется добротность цилиндрического СВЧ-резонатора 1 с исследуемам образцом 7 полупроводника в магнитном поле и в отсутствие магнитного поля, а также добротность цилиндрического СВЧ-резонатора 1 с эталонным образцом удельного сопротивления в отсутствие магнитного поля. Измерения производятся при фиксированной резонансной частоте. Настройка цилиндрического СВЧ-резонатора 1 на фиксированную частоту производится путем продольного перемещения индуктивного штыря 2 с помощью гибкой металлической диафрагмы 4.

Подвижность р свободных носителей заряда попупроводника определяется из соотношений: для высокоомного полупроводника (=10 — 10 Ом см), где В - индукция магнитного поля в области локализации краевого СВЧ-электрического поля измерительного отверстия; „,()„. — соответственно удельное сопротивление ниэкоомного и высокоомного эталонных полупроводников;

Я „,g — добротность цилиндрического

СВЧ-резонатора 1 с низкоомным и высокоомным эталонньв(и образцами 7;

P — удельное сопротивление исследуемого полупроводникового образца;

Я<,Я вЂ” добротность цилиндрического

СВЧ-резонатора 1 с исследуемым образцом 7 в магнитном поле с индукцией В и в отсутствие магнитного полк.

Если удельное сопротивление исследуемого образца 7 неизвестно, то его предварительно определяют с помощью датчика электрофизических параметровполупроводников по известной методике °

Применение предлагаемого датчика, электрофизических параметров полупроводников позволит повысить качество разбраковки, сортировки полупроводникового материала вследствие получения подробной информациИ о распределении электрофизических параметров в пределах каждого образца.