Способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок

 

Изобретение относится к технической физике, в частности к электроизмерительной технике, и может быть использовано для неразрушающего контроля удельного электросопротивления полупроводниковых пленок. Цель изобретения - повышение точности за счет увеличения чувствительности и выбора оптимального диапазона частот. Способ состоит в том, что размещают на катушке индуктивности колебательного контура измеряемый образец, причем осуществляют измерение изменения добротности и измеряют величину индуктивности контура в диапазоне частот 135-155 мГц с помощью катушки индуктивности в виде пары катушек Гельмгольца. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4425035/21 (22) 13.05.86 (46) 15.04.91. Бюл. N. 14 (72) А.Н, Ануфриев, M.Í. Титов, В.Г. Костишин, Л.M. Летюк и А,Ю. Кожухарь (53) 621.317(088.8) (56) Павлов Л.П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. М,:

Высшая школа, 1987, с. 43. (54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛЕНОК (57) Изобретение относится к технической физике, в частности к электроизмеритель1

Изобретение относится к технической физике, в частности к электроизмерительной технике, и может быть использовано для неразрушающего измерения (контроля) удельного электросопротивления полупроводниковых пленок.

Цель изобретения — повышение точности путем увеличения чувствительности и выбора оптимального диапазона частот.

На фиг. 1 представлены графики зависимостей относительного изменения добротности контура для образцов кремния на сапфире (КНС) с разным удельным сопротивлением р и толщиной h от измеряемой частоты; на фиг. 2 — форма силовых линий колебательного контура согласно известному способу (а) и предлагаемому (б), когда катушка контура выполнена в виде пары катушек Гельмгольца; на фиг, 3 — график зависимости относительного изменения добротности контура для одного из образцов КНС

„„. рЦ „„1642410 А1 ной технике, и может быть использовано для неразрушающего контроля удельного электросоп ротивления полупроводниковых пленок. Цель изобретения — повышение точности за счет увеличения чувствительности и выбора оптимального диапазона частот.

Способ состоит в том, что размещают на катушке индуктивности колебательного контура измеряемый образец, причем осуществляют измерение изменения добротности и измеряют величину индуктивности контура в диапазоне частот 135-155 мГц с помощью катушки индуктивности в виде пары катушек Гельмгольца, 6 ил, от индуктивности контура; на фиг. 4 — график зависимости относительного изменения добротности контура от толщины измеряемого образца (образцы с одинаковыми

p= 2 Ом см и толщинами 0,6 — 6,0 мкм); на фиг. 5 — графики относительного изменения добротности контура от частоты для одного из образцов КНС при различной его площади (образец резали на куски), как видно из фиг. 5, изменение добротности контура не зависит от площади образца (по-видимому, зависимость начинает проявляться только при площадях образца, меньших площади контура); на фиг. 6 — график зависимости точности измерения Т (;ь) удельного электросопротивления четырех образцов

КНС с различными р и толщиной h от частоты измерения (в качестве контрольного использовали четырехзондовый метод), из графика видно, что наибольшая точность измерения достигается в диапазоне частот

135 — 155 мГц.

1642410

3 и >, РQyQ) 05

lд

1ПС ИП 1ZO ап ЯО 1 16О 170 180

1.р ЮОн ан; 6=06мкм; Р-р 160м.см;Ь=Я6мки 3-р 110н сн; И 30мим; 4-Р 100н си; Н=ЗОикм

Способ осуществляют следующим образом.

Колебател ьн ы и контур измерител ь ного устройства с помощью переменного конденсатора (не показан) настраивают в диапазоне частот 135-155 мГц в резонанс при настройке переменного конденсатора на резонансную емкость, которая определяется из формулы Томсона

1 =2xvLC где f — частота измерения (135-155 мГц);

L — индуктивность контура (пары катушек Гельмгольца), Гн;

С вЂ” емкость контура (переменного конденсатора), Ф, (цобротность Q колебательного контура максимальна).

Измеряемый (контролируемый) образец

1 (фиг. 2) помещают внутрь пары катушек

Гельмгольца 2 и по шкале схемы измерения добротности определяют величину абсолютного изменения добротности Л О, Удельное сопротивление образца определяют по формуле (толщина образца при этом должна быть известной) где,ио — магнитная постоянная (4 к 10 Гн х хсм );

К вЂ” коэффициент пропорциональности, который определяется материалом полупроводника, степенью и условиями его легирования, так, для нелегированного КНС

К=67 10 Ом см".

АЯ

Предлагаемый способ исключает необходимость использования эталонных образцов заданной толщины и позволяет повы сить точность экспресс-методов измерения

5 удельного электросопротивления полупроводниковых пленок, Формула изобретения . Способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупро10 водниковых пленок, заключающийся в размещении на катушке индуктивиости колебательного контура измеряемого образца и измерении изменения добротности, отличающийся тем, что,.с целью

15 повышения точности, осуществляют измерение изменения добротности и измеряют величину индуктивности контура в диапазоне частот 135-155 МГц с помощью катушки индуктивности в виде пары катушек Гельм20 гольца, при этом удельное электросопротивление образца определяют по формуле

25 где К вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящий от материала полупроводника, Ом см

h — толщина полупроводниковой плен30

L — индуктивность контура, Гн (5 10 <

Я

Л вЂ” — относительное изменение доQ бротности контура при введении в него измеряемого образца, отн,ед.;

po — магнитная проницаемость постоянная, 4 1г 10 Гн см

1642410

1642410

01

0 110 k0 1Ю 140 150 160 170 180 4нlц

° — $ образца= й5;ймн Szymyо =щит

o — S образца= 163нииг

» «-5 образца 2900им ;

Quz5

1 2 3 Ф 5 б (Риг. ц Ь,икн

100 1f0 1?0 fM 740 150 160 170 188

Фиг.8 Ю/ ф

Редактор А,Огэр

Заказ 1146 Тираж 425 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

73

72

71

g д

5

5 ф

2

Составитель Ю.Богданов

Техред М,Моргентал Корректор И.Муска