Способ определения механической прочности диэлектриков и полупроводников

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 801 L 21/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ

" $P

°:,-, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (46) 07.05.92. Бюл. У 17 (21) 3823094/25 (22 ) 06.12.84 (71) Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени лалитехническом институте им.С.М.Кирова.:. (72) ЛД..Погребняк, И.Ф.Кузнецов, С.A.Âîðîáüåâ и С.В.Ракитин . (53) 621.382 (088.8) (56) Ковалев В.И. Исследование механизма пробоя на йоверхности материалов ИК-оптики под действием излучения импульсного СО -лазера.

Труды ФИАН, 1982, вып.136, с. 51-117, Авторское свидетельство СССР

У 932352, кл.. С Ol N 3/00, 1983.

„,80„125Î1Îá А I (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ДИЭЛЕКТРИКОВ И

ПОЛУПРОВОДНИКОВр подвергаемых внешнему воздействию, путем измерения . электромагнитного излучения, возникающего в образце, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения, повышения производительности и локальности способа, регистрируют электромагнитное излучение В радиоволновом диапазоне длин волн при воздействии лазерного излучения, имеющего плотность мощности от, 5zl0 до 10 Вт/м, но не более .30% от разрушающего предела плотности мощности, определенного предваритель.но пс контрольному образцу, и по ве- личине максимального зйачения ампли-,. туды электромагнитного излучения судят о прочности материала относительно контрольного образца.!

2 !!эобрете11не .относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для локального. определения механической прочности диэлектриков и полупроводников.

Цель изобретения — упрощение, повьппение производительности и локальности способа.

На фиг. l приведена блок-схема устройства для. реализации способа; . на фш . 2 приведены зависимости амплитуды электромагнитного излучения образца A от плотности мощности 5 ла. зерного облучения для Кремния и арсенида галлия.

Пример. Реализацию предлягя. емого способа контроля механической прочности материалов осуществляли следующим образом.

Лазерное облучение материалов производили на установке (фиг.l)> содержащей датчик-антенну для регистрации электромагнитного излучения (ЭМИ), усилитель 2 сигнала, лазер-3„ .измеритель 4 энергии лазерного излучения, фокусирующую линзу 5, эаноминающий осциллограф 6, образец

7 (исследуемый материал); генератор

8 задержанных импульсов. При измерениях прочности материалов использовали рубиновый лазер, работающий в. режиме модулированной добротности. В этом режиме излучался импульс длительности =30 нс. Лазерное излучение фокусировали на поверхность исследуемых материалов фокусирующей линзой 5 с фокусным расстоянием.

Р 10 см. В процессе облучения измеряли энергию каждого импульса изме- рйтелем 4 лазерной энергии ИКТ-2H, Все измерения проводили на воздухе при комнатной температуре. Канал регистрации электромягнитпых импульсов состоял иэ емкостного датчика-антен-. ны l, подключенного при помощи коакси. ального кабеля РК-50 к входу усилите50106 2 ля 2 с полосой пропускания 0,02—

10 МГц. С выхода усилителя 2 сигнал подавали на запоминающий осциллограф

6 типа С8-12, работающий в режиме разового запуска. Чувствителъность канала регистрации составляла 10 мкВ.

Синхронизацию работы лампы накачки лазера, электрооптического затвора и осциллографа осуществляли с помощью

1б многоканального генератора 8 типа

Г34-6.

В экспериментах использовали материалы кристаллов Gahs легированные теллуром, !!те 2,2х10 см, с.поли15 ровянными поверхностями и кристаллы

Si P --типа -{БКБД-500), легированные бором, Ne = 2,6х!О см, также с.полированными и только с травленными поверхностями. Размеры кристаллов

2О составляли 15х!5х2 мм . Для эталон- э иых образцов СаЛя и Si строили зависимости амплитуды A ньп1ульсов ЭМИ от плотности мощности лазерного излучения 1, которые представлены на

25 фиг.2 — кривые 9 и 10 соответственно.

По построенной зависимости амплитуды сигнала ЭМИ от плотности мощности, A = f(91), определяли величину плотности мощности не более 30 от разрушающего предела (тяк, например, как йоказано на фиг.2, где !! -" 5,8 х !О Вт/м — разрушающий

9 2 предел для Gahs, тогда значение 30 . от этой величины будет составлять око ло 1,9х10 Вт/м, а для Si это соответственно будет 6,2 х 10 и

2 х F0 Вт/м ) и при этой плотнос" ти мощности облучали исследуемые об раэцы. Затем сравнивали амплитуду сигнала ЭМИ исследуемого образца с амплитудой сигнала ЭМИ для контрольного образца при той же глотности мощности лазерного излучения. Из сравнения этих амплитуд ЭМИ определяли прочности исследуемого образца относительно контрольного материала.

1250) Об

А, юже8

g«xaam/ г р7 ур

Щя8. Составитель Л.Смирнов

Техред If.Сердюкова

Редактор Т.Юрчикова.

Корректор А.Обруч ар

Заказ 2434 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственногo комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 е ЭФ Эйю

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4