Способ измерения главного показателя оптического поглощения твердых тел

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения главного показателя поглощения оптического излучения твердыми телами, а также для определения его зависимости от температуры. Цель изобретения - повышение производительности и информативности измерений. Дополнительная цель - повышение точности измерений. Согласно способу, исследуемая пластинка облучается когерентным излучением, регистрируется интерференционная картина в отраженном свете, измеряются максимум I<SB POS="POST">макс</SB> и минимум I<SB POS="POST">мин</SB> отраженой интенсивности и определяется главный показатель оптического поглощения по формуле *98X=λ/4φDLN(1-√I<SB POS="POST">мин</SB>/I<SB POS="POST">макс</SB>)/(1+√I<SB POS="POST">мин</SB>/I<SB POS="POST">макс</SB>, где λ - длина волны излучения, D - толщина пластинки. Производительность измерений повышается более чем на порядок. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (ч! 4 0) !! ?)/4), 2)/59

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМЪб СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ Т

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4352544/3I-25 (22) 28.12.87 (46) 23,11.89. Бюл. )с 43 (71 ) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) А.Б.Батулявичюс (53) 535.242(088.8) (56) Гавриленко В.И. и др, Оптичес1<ие свойства полупроводников. Справочник,Киев: Наукова думка, )987, с.528 °

Обзоры по электронной технике, Сер.11, вып.2, 1987, с.33. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛАВНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ПОГЛО!)!ЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения главного показателя поглощения оптического излучения твердыми

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольэовано в микроэлектронике для контроля процессов термоотжига по:1упроводников, особенно при импульсном нагреве некогерентным и когерентным излучением.

Цель изобретения — повьппение производительности и инфо!эмативности измерений, повышение точности измерений.

На чертеже показана интерферограмма.

Согласно способу плосконараллельную пластинку освещают лучом когерентного излучения, изменяют толщину пластинки путем изменения ее темпе. ела«!1!, а так «.е д.1я определен!!я его з;:..!Ис Iloc TH от температуры. 11ель иэобретенил — повьп11е!111е про!1элодител«вЂ” по1-тч и информ "III! I!o!..ти из1!ерений.

;1о11олш1тельная цель — пол«ппение точ-ности измерений. Согласно способ, :... педуемая пластинк» облучаетс я когеретным излучением, регистрируется и тепф!еренцион«1ая картина в отр женьом свете, измеряются максимум

11 «ill.lимум .. „, Отраж,иной интенсив— иост !! и определяется главный показательь оптического !Io!Io!!IOH;1я по формуле W = Ъ /4 а1) l-, . 1 — . /т 1/() з

-1.„„

М«!«! макс .„.,„7I 1 tlP. — IVIHHll ВОЛНЫ Н9"

;1учения, о — толп!1!на пластинки.

Производитель«ocть измерений повы««1а Т; ч бoт1ее чем на порядок. 2 э.ц. ф-лы, Ил. ратур;! за счет подвода тепла (нагревание) или отвода те11ла (охлаждение) и в процессе нагрева или охлаждения регистрируя!т 1111терферограмму В отражеHIlo«свете, !)з«.;! нение температуры пластHHKH кон.-ролируют по смешению ин=ерферограммы и определяют по фор«лул е

l m Ъ I

h (!

2 cos P 1з )ск, где п1 — количество интерференционных периодов>

Ъ вЂ” длина Волны излучения;

0 — угол преломления света в пласт«1нке упри перпендикулярном надел«!1! на повер ность

0);

1523973 п H d — исходные показатель преломления и толщина пластинки; оЬ вЂ” температурный коэффициент оптического набега фазы в

Р пластинке, равный сумме известного коэффициента линейного термического расширения и иэнестного температурного коэффициента показателя преломления.

Для каждого интерференционного порядка измеряют минимум и„ и максимум I интенсивности отраженного излучения и определяют показатель поглощения при соответствующей температуре по формуле

Ъ

4п д

Ж= 1п — Ш--к -.с (2 j

Для повышения точности измерений показатель поглощения определяют для одинаковых интерференционнкпх порядков (на чертеже отмечены стрелками) в процессе нагревания 1 н охлаж- 25 дения 2 и вычисляют их среднее значение. Для исключения влияния деградации поверхности на коэффициент отражения (а это нлияние может быть существенным при возрастании окисной пленки, начиная с толщин 20-30 K) на поверхности пластинки с обеих сторон осаждают пассивирующие покрытия °

Способ позволяет определить также темпеРатурный коэффициент показателя 35 поглощения, который вычисляется по формуле (3)

Х 6Т< где de — разность показателей погло- 40 щения для смежных интерференционных порядков;

ДТ1- приращение температуры, соответствующее смещению интерференционной картины на один 45 период по формуле (1. .

Скорость нагрева может быть значительной, так как нет необходимости установления равновесия между средой и пластинкой, поскольку непосредственно сама пластинка является датчиком температуры, а равновесие температуры поперек пластинки устанавливается sa характерное время

d <2 к где К вЂ” коэффициент темпера- 55 туропроводности.

Дпя типичных полупроводниковых пластинок толщиной 60,2-0,5 мм время распространения тепловой волны составляет миллисекунды, что обесп.чивает повьш|ение производительности более чем на порядок по сравнению с существующими способами.

Дополнительно существенно упрощена обработка данных, исключено влияние изменения интенсивности источника света на результаты измерений (так как результаты измерений определяют по отношению двух интенсивностей) и исключена необходимость одновременной регистрации отражательной и пропускательной способности. Кроме того, информативность способа обеспечена тем, что предусмотрена воэможность непосредственного контроля температуры.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

1,Способ измерения гланного показателя оптического поглощения твердых тел, включающий освещение плоскопараллельной пластинки оптическим излучением и регистрацию изменения отраженного излучения при изменении толщины пластинки, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппения проиэнодительности и информативности измерений, пластинку освещают когерентным излучением, оптическую толщину пластинки изменяют путем изменения ее температуры, регистрируют интерференционную картину в отраженном свете, для каждого фиксированного приращения температуры, определяемого по смещению интерференционной картины на период, иэмеряют минимум

Т ми„ и максимум I „ интенсивности отраженного излучения и определяют главный показатель поглощения по формуле

1п ------9118, + Тмин / Тмакс где и — длина волны излучения;

d — толщина пластинки.

2.Способ по п.l о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппения точности, показатель поглощения определяют при нагревании и охлаждении для одинаковых интерференционных порядков и вычисляют среднее значение.

З.Способ по пп.l и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что перед измерением на поверхности пластинки наносят прозрачные пассинирующие покры%

4nd тия.

1523973

Составитель Р,Юшкайтис

Техред М.Дидык Корр ек тор А. Обруч ар

Редактор Н.Рогулич

Заказ 7036/46 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101