Способ определения коэффициента оптического поглощения, полупроводников и диэлектриков

 

Изобретение относится к области полупроводниковой техники и обеспечивает воэмохность определения коэффициента оптического поглощения полупроводников и диэлектриков без разрушения их тыльной поверхности. Цель изобретения - повышение точности ределёния коэффициента поглопрния полупроводников и диэлектриков в области прозрачности материалов при постоянном коэффициенте однократного отражения. Для этого измеряют коэффициент однократного отражения R и многократно г6 отражения , а искомый коэффициентоптического поглощения определяют по формуле ot. l/2d 1п К « (R R-2R-fl), где d - толщина образца; R - коэффициент отражения; /UH коэффициент многократного отражешш. 2 ип. СЛ

ССЮЭ СОВ ТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕС1:1УБЛИН (5i) 5 а ol Н 21/59

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

6" ЕОВ

ИПЛ110

1.э О)

Н А ВТОРСНОВЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 температуре, определенные двумя способами.

Сущность способа состоит в том, что, зная коэффициент однократного отражения R иэ справочных данных в области прозрачности материала, изме. ряют коэффициент многократного отражения К„,„и определяют коэффициент оптического поглощения eL (при отсутствии интерференции).

Представим образец толщиной d, с коэффициентами оптического поглощения

g. и отражения R, на который падает излучение. После первого отражения излучения от передней поверхности образца, его интенсивность будет I,R. (I — первоначальная интенсивность б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОИРГП=КИЯМ И ОЩРЫТИЯЦ

ПРИ П НТ СССР (46) 15.09.90.Бюл. У 34 (21) 4095750/24-25 (22) 17.04.86 (71) Ереванский политехнический институт им. К.Маркса (72) Ж.P.Ïàíîñÿí, А.О.Аракелян, О.А.Аламян и С.Х.Барсегян (53) 535.242(088.8) (56) Уханов Н.И. Оптические свойства полупроводников, - М.: Наука, 1977, с. 59-69;

Паносян Ж.P. Иэлучательная рекомбинация в кристаллах теллурида кадмия. Труды ФИ АН СССР, 1973, т, 68 с. 147-171. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ОПТИЧЕ СКОГО ПОГЛОЩЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ДИЭЛЕКТРИКОВ (57) Изобретение относится к области

Изобретение относится к области . полупроводниковой техники, в частнос, ти к оптоэлектронике.

Цель изобретения — повЫшеиие точности определения коэффициента оптического поглощения полупроводников и диэлектриков в области прозрачности образцов при постоянном коэффициенте однократного отражения.

На фиг. приведены спектральные зависимости коэффициентов отражения и многократного отражения для образцов из монокристаллического рутипа при комнатной температуре; на фиг.2спектральные зависимости коэффициента оптического поглощения монокриста"чического рутила при комнатной

„„SU„; 1459426 А1 полупроводниковой техники и обеспечивает воэможность определения коэффициента оптического поглощения полупротюдников и диэлектриков без разрушения их тыльной поверхности, Цель иэобретейия — повышение точности оп ределения коэффициента поглощения полупроводников и диэлектриков в области прозрачности материалов при постоянном коэффициенте однократного отражения. Для этого измеряют коэффициент однократного отражения R и многократно г6 отражения Вян, а искомый коэффициент оптического поглощения определяют по формулеЫ. =1/2d 1njR i х(R«R-2R+1)R Ä-К), где d - толщина образца; R " "коэФфициент отражения;

R коэффициент многократного отражения. 7 ип. з 145942 паданщего излучения). До тыльной поверхности дойдет из учение с интенсивностью Х (l"R)å.. Отражаясь, излучение с интенсивностью Х,эR(l "R)e дойдет до передней поверхности об- разца и выйдет из него с интенсивностью I R(t-К)е Отражаясь и-й раэ от тыльной поверхности, иэ передиаМ поверхности образца выйдет иэлу-, 10 чеиие с интенсивностью. I Rt " l(l-К) е а

Как видно, выражения интенсивнос- . тей излучений, вышедших из передней поверхности образца вследствие многократного отражения, составляют сходящую геометрическую прогрессию со знаменателем К е

Просуммировав все выражения интенсивностей излучений от передней поверхности образца и разделив эту сумму на Х,, получим выражение для коэффициента многократного отражения Rмн

1-R e откуда

1 R(R R-2R+1) ,1.. Хп,Ю

2d Кмн R

П р и и е р, Определялся коэффициент оптического поглощения eL монокристаллического образца рутила

35 (все никеприведенные результаты были получены при комнатной температуре).

Сначала был измерен коэффициент однократного отражения К в области прозрачности рутнла, (фиг. 1, крн- 40 вая 1) для чего, в первую очередь, была проведена грубая шлифовка тыльной поверхности образца. Отметим,ч го ° полученное значение К удовлетворительно совнадает со значением R ассчитанным по формуле К(п-1) f . (n+l) согласно известному значению показателя преломления и >приведенного в справочниках. Для рутйла и* 2,9467, соответственно значение для

R получается О,24. После этого, тыльная поверхность рутилового образца отполировалась и проводились измерения коэффициента .многократного отражения R „, спект" ральная зависимость которого приведена на фиг. 1 (кривые 2 н 3). Кривые

2 и 3 соответствуют R „(%) при тол" щинах образца 930 мкм и 10 мкм, Измерение коэффициента многократного отражения проводилось также на этих же образцах, приклеенных иа непрозрачных подложках. Полученные результаты были абсолютно одинаковые с предыдущими, поэтому. приведенные кривые 2 и 3 на фнг, 1 являются общими для двух слу чаев.

Как видно иэ кривых 2 и 3 (фнг.l), когда имеет место многократное отражение, наблюдается резкое изменение »

R, После спектральной области резкого возрастания К„следует область, где К Япочти постоянный е ПОзтОму ф» определяется для спектральной области резкого изменения R

Таким Образом, измеряя К „(), быЛ получен oC(5) рутиповых с áðàçöoâ в определенных спектральных областях, которые определяются толщиной d. Эти спектральные области приведены на фнг. 2 (кривые 4 и 5).

Для сопоставления оС(3) полученного данным способом, с са(%) полученным общепринятым способоы, помимо измерений коэффициента многократного отражения были измерены также коэффициенты прс пускания Т для различных толщин этих же образцов в данной спектральной области. Имея зависимость Т(ф), с помощью известной формулы, определялся K(%} результаты которого приведены на фиг. 2 (кривая 6), Как видно из фиг. 2, наблюдается хорошее совпадение зависимостей о1.(ф), полученных двумя разными способами.

Отметим, что подобные исследования проводились также для других полупроводниковых материалов, например Zn0, GaAs, CdTe, Si и Мо всех случаях получались совпадения о1.(9) определенные двумя способами.

Этот способ дает возможность определить коэффициент оптического поглощения полупроводниковых материалов или слоев, не разрушая их, являющихся основой различных микроэлектронных и оптоэлектронных приборов.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента оптического поглощения полупроводников и диэлектриков, эаключакю нйся в том, что направляют излучение на переднюю полированную поверхность об- разца, измеряют интенсивность излучения, Отраженного от передней поверх"

14594 ности образца, о т л и ч а ю"i3 .и Й° c я тем, что, с целью повышения точности определения коэффициента оптического. поглощения полупроводников и диэлектриков в области прозрачности образцов при постоянном.коэффицн енте однократного отракения, проти6ополонную жоверхность образца полируют тая, чтобы она была плоско-па раллельной к передней поверхности,,дополиительйо измеряют. интенсивность многократного отравления от этой поверхности с помощью Фотоприемника, чувствительнее площадка которого согде et.

R коэффициент оптического поглощения; толщина образца; коэффициент однократкого отращення1 коэФФициент многократного отракения.

26 измерима с площадью образца, а коэффициент оптического поглощения определяют по формуле . «1 „ ВЯ щ,Е-ЗК+1

)459426

Я, мий

Состаэнтель A.Còó îâà

Редактор Н.Коган Техред Л.Олийнык Корректор С. Черни

° Ю «««Ю ° Ф ° Ееаю««

Заказ 3326 Тирам 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР

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

Проиеводстввнно-нэдателъский комбинат "Патент", г. Умгород, ул. Гагарина, 101