Способ определения состава полупроводникового твердого раствора

 

Изобретение относится к полупроводниковой технике. Целью изобретения является расширение класса контролируемых объектов за счет обеспечения возможности контроля кристаллов, не обладающих естественным двулучепреломлением, в том числе кристаллов кубической симметрии. К исследуемому образцу прикладывают стационарное механическое усилие, образец зондируют поляризованным оптическим излучением с длиной волны в области края собственного поглощения, регистрируют спектральную зависимость двулучепреломления, находят длину волны излучения и измеряют длину волны излучения, где фотоупругая постоянная равна нулю. Затем по калибровочным зависимостям определяют состав полупроводникового твердого раствора, находящегося под воздействием стационарных механических усилий. Измеренная длина волны примерно соответствует ширине запрещенной зоны, которая монотонно меняется с изменением состава полупроводникового твердого раствора. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!Щ (11)

И1)У Н 01 Ь 21/бб

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н дато сном м свидитальствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗСНЬРЕТЕНИЯМ И ОтНРЦТИЯМ

IlPM ГКНТ СССР

1 (21.) 4445407/31-25 (22) 21.06.88 (46) 15.04.90. Бюл. Н 14 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) С.А.Алексеев, В,Т.Прокопенко, М.В.Сухорукова и А.g.Яськов (53) 535.8 (088.8) (56) Прокопенко В.Т., Яськов А.ll.

Электронная техника. Сер. 8, Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания, вып. б (105), 1983,.с.30-37.

Пихтин А.Н,, Яськов А.Д. физика и техника полупроводников. Т. 15, вып. 1, 1981, с.15-20,. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА

ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ТВЕРДОГО РАСТВОРА (57) Изобретение относится к полупроводниковой технике. Цель изобретения - расширение класса контролируемых объектов за счет обеспечения возИзобретение относится к полунро; водниковой технике и может быть использовано для аттестации полупроводHHKo8blx твердых растворов, применяемых для изготовления оптических и оптоэлектронных приборов.

Цель изобретения - определение состава растворов,, не обладающих естественным двулучепреломлением.

Существо способа состоит в следующем.

В кристаллах полупроводниковых твердых растворов, находящихся под

2 можности контроля кристаллов, не обладающих естественным двулучепреломлением, в том числе кристаллов кубической симметрии. К исследуемому образцу прикладывают стационарное механическое усилие, образец зондируют поляризованным оптическим излучением с длиной волны в области края собственного поглощения, регистрируют спектральную зависимость двулучепреломления, находят длину волны излучения и измеряют длину волны излучения, где фотоупругая постоянная равна нулю. Затем по калибровочным зависимостям определяют состав полупроводникового твердого раствора, находящегося под воздействием стационарных механических усилий, Измеренная длина волны примерно соответствует ширине запрещенной зоны, которая монотонно меняется с изменением состава полупроводникового твердого раствора. 2 ил, воздействием ста ционар ных меха нических усилий, индуцируется вынужденное двойное лучепреломление п и разность. фаз, которые зависят линейно от разности квазиглавных напряже"ний: п = Сб (б, -Gg ); (1) ч" % где б,, 5< - квазиглавные значения тензора механических напряжений;

3 35576 ь

С - фотоупругая постоянная;

Ь - кристаллографическое направление распространения излучения; 5

6 - направление приложенных усилий;

% - длина волны излучения;

d - толщина образца.

При фиксированной температуре для 10 заданного направления распространеь ния Сб является функцией только длины волны излучения и не зависит от механических напряжений. Общая осо-бенность этой зависимости состоит в том, что в области длин волн непосредственно вблизи края собственного поглощения дисперсия С ь(%) носит отчетливо выраженный аномальный характер: при % = A,.nðoècõoäèò нерезонанс- 20 ная смена знака фотоупругой постоянной, так что С (h,) = О, Ялина волны

Ф примерно соответствует ширине запрещенной зоны Е (>o= hc/E ). С изменением состава Е монотонно. изменяет- 25 ся. Положение изотропной точки Фо на шкале длин волн, где фотоупругая постоянная обращается в нуль (С = 0), L также монотонно смещается в зависимости от состава твердого раствора.

На фиг, 1 изображено устройство для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - калибровочная кривая.

Устройство включает в себя источник 1 света с монохроматором и коллиматором, поляризатор 2, образец 3, 35 анализатор 4, приемник 5 излучения и .регистрирующий прибор 6.

Способ осуществляют следующим образом. 40

Устанавливают поляризатор и анализатор в скрещенное положение в отсутствие образца. Ввводят в систему образец, ориентируют его в заданном кристаллографи- еском направлении и 45 подвергают воздействию механического усилия.

Изменяя длину волны излучения с помощью монохроматора добиваются гашения сигнала на выходе анализатора и по калибровочным зависимостям находят состав полупроводникового твердого раствора, соответствующий найденной длине волны % .

Способ определения состава твердого полупроводникового раствора приме55 няют для аттестации образцов.

П р и M е р 1. Эпитаксиальную структуру СаАэ Р„ зондируют монохроматическим линейно поляризованным излучением, помещая в схему между поляризатором и анализатором, которые находятся в скрещенном положении,,подвергают кристалл воздействию постоянного механического усилия-, регистрируют сигнал на выходе анализатора и находят длину волны излучения, при которой отсутствует сигнал на выходе анализатора: 5> = 0,72 мкм. По градуировочной кривой (фиг. 2) определяют состав Х = 0,32, что хорошо согласуется с Х = 0,3, определенным из данных рентгеноспектрального микроанализа.

Пример 2. Обьемный кристалл

Zn 8 е,„Т е„, изготовленный в виде оптической призмы, предназначенной для измерения показателей преломления, помещают в схему между скрещенными поляризатором и анализатором, подвергают взаимодействию постоянного механического усилия и находят длину волны излучения, при которой отсутствует сигнал на регистрирующем устройстве: ф, = 0,49 мкм, по градуировочной кривой (фиг.2) определяют состав Х =

= 0,68, что хорошо согласуется с Х =.

= 0,7, определенным из данных рентгеноспектрального микроаналиэа.

Поскольку в примерах 1 и 2 кристаллы твердых растворов обладают кубической симметрией, то применение известного способа для определения состава не представляется возможным. формула изобретения

Способ определения состава полупроводникового твердого раствора, состоящий в том, что аттестуемый образец зондируют поляризованным оптическим излучением с длиной волны в области края собственного поглощения, регистрируют спектральную зависимость двулучепреломления, находят длину волны излучения, отвечающую положению в спектре изотропной точки, и по калибровочным зависимостям определяют состав полупроводникового твердого раствора „ отличающийся тем, что, с целью определения состава растворов, не обладающих естественным двулучепреломлением, предварительно к образцу прикладывают стационарное механическое усилие и в качестве изотропной используют точку, где фотоупругая постоянная двулучепреломления равна нулю.

1557604 дВ

Р4 УУ фиа8

Составитель В.Котенев

Редактор И.Петрова Техред И.Ходанич Корректор Л.Бескид

»»»»» »»»»аВФьа» » » » » » »»

Заказ 720 Тираж 458 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, й"35, Раушская наб., д. 4/5

» » »»»» »»»»»»»»»» »«»» »»» »» »» »»»»»» »» »»»»

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