Способ измерения проводимости тонких пленок

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении проводимости а проводящих слоев с большим удельным сопротивлением в гибридных структурах, применяемых в микроэлектронике. Цель изобретения - расширение диапазона измерения удельных проводимостей. Способ состоит в подключении участка проводящего слоя пленки к измерительной цепи с помощью металлических контактов, отделенных тонким диэлектрическим слоем, и определении проводимости пленки при возбуждении в ней электрического тока, для чего измеряют рабочую (С) и паразитную (Сп) емкости металлических контактов, а возбуждение электрического тока в пленке осуществляют переменным напряжением низкой звуковой частоты ш, которая выбирается из условия о/С а) а/Сп . 2 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5»5 G 01 R 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4683355/21 (22) 25.04.89 (46) 07.04.92.Бюл. ЬЬ 13 (71) Донецкий физико-технический институт

АН УССР (72) А.М.Гришин, Ю.M.Hèêîëàåíêî .и

Н.Н.Усов (53) 621.317 (088.8) (56) Павлов Л.П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов.—

М.: Высшая школа, 1987, с. 44. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОВОДИМОСТИ ТОНКИХ ПЛЕНОК (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении проводимости o проводящих слоев с большим удельным сопротивлением

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении проводимости проводящих слоев с большим удельным сопротивлением в гибридных структурах, применяемых в микроэлектронике.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения удельных проводимостей.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для реализации способа; на фиг.

2 — эквивалентная схема измерительной цепи.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит датчик, представляющий собой две металлические площадки 1, напыленные на диэлектриче» . Ж 1725156 А1 в гибридных структурах, применяемых в микроэлектронике. Цель изобретения — расширение диапазона измерения удельных проводимостей. Способ состоит в подключении участка проводящего слоя пленки к измерительной цепи с помощью металлических контактов, отделенных тонким диэлектрическим слоем, и определении проводимости. пленки при возбуждении в ней электрического тока, для чего измеряют рабочую (С) и паразитную (Сп) емкости металлических контактов, а возбуждение электрического тока в пленке осуществляют переменным напряжением низкой звуковой частоты и, которая выбирается из условия

U/С (N (G/Ñn . 2 ил. скую подложку 2 и покрытые с внешней стороны тонким диэлектрическим слоем 3. Датчик прикладывается к поверхности проводящего слоя 4 гибридной структуры, состоящей из проводящего слоя 4 и диэлектрической подложки 5. Металлические площадки датчика через резистор 6 электрически соединяются с выходом генератора 7 напряжения низких частот (ГНЧ).

Общий контакт резистора 6 и генератора 7 заземляется. Параллельно резистору 6 подключается вход предварительного усилителя 8 блока 9 измерения и регистрации низкочастотных сигналов (УИРС), представляющего собой последовательно включенные предварительный усилитель

8, компенсирующий мост 10, синхронный

1725156 а Ux

Оо интегратор 11, широкополосный усилитель

12, синхронный детектор 13, аналого-цифровой преобразователь 14, ЭВМ 15 и два фазовращателя 16 и 17.

При оптимальной настройке фазовра- 5 щателем 17 фазы опорного сигнала, подаваемого на опорные входы синхронного интегратора 11 и синхронного детектора 13, балансируется компенсирующий мост 10 путем подбора оптимальной фазы с по- 10 мощью фазовращателя 16 и амплитуды до получения на выходе детектора 13 нулевых показаний. Датчик металлическими площадками 1 через тонкое диэлектрическое покрытие 3 прикладывается к проводящему 15 слою 4 гибридной структуры 4, 5. Удельная проводимость слоя в локальной области приложения датчика определяется расчетным путем на ЭВМ 15 по усиленному падению напряжения на резисторе 6, 20 возникающему при приложении датчика к проводящему слою и подаваемому на ЭВМ с выхода детектора 13 через аналого-цифровой преобразователь 14.

Эквивалентная схема измерительной цепи устройства (фиг, 2) состоит из последовательно соединенных ГНЧ 7, резистора 6, двух эквивалентных конденсаторов С и С, электрически связывающих измерительную цепь с локальным участком проводящего с 30 эквивалентным активным сопротивлением

Rx. и паразитной емкости датчика Сп

При выполнении условия выбора частоты переменного напряжения

O 0 — (в(С Сп — (в( (Т (7

С Сп

40 где о- удельная проводимость пленки;

С вЂ” рабочая емкость датчика;

С вЂ” паразитная емкость датчика; со — частота переменного напряжения.

55 где O — удельная проводимость участка пленки;

e — частота переменного напряжения.

Удельная проводимость пленки определяется из соотношения где а — нормировочная константа, зависящая от конструктивных размеров датчика и

on ределяемая экспериментально;

Uo — напряжение на выходе генератора;

Ux — падение напряжения на резисторе

R.

Способ обеспечивает неразрушающий локальный контроль материала, возможность топографирования поверхности пленки и широкий диапазон измерения проводимости проводящих слоев, что позволяет его использовать в автоматизированных системах.

Формула изобретения

Способ измерения проводимости тонких пленок, заключающийся в подключении участка проводящего слоя пленки к измерительной цепи с помощью металлических контактов, отделенных тонким диэлектрическим слоем, и определении проводимости пленки при возбуждении в ней электрического тока, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона в сторону уменьшения измеряемых удельных проводимостей, измеряют рабочую и паразитную емкости металлических контактов, а возбуждение электрического тока в пленке осуществляют переменным напряжением низкой звуковой частоты, которая выбирается в соответствии с условием

1725156

25

6 фиг. 2

Корректор Э.Лончакова

Редактор И.Шмакова Техред М.Моргентал

Заказ 1174 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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