Способ определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин или нанометровых полупроводниковых слоев в структурах "полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка"



Способ определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин или нанометровых полупроводниковых слоев в структурах полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка
Способ определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин или нанометровых полупроводниковых слоев в структурах полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка
Способ определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин или нанометровых полупроводниковых слоев в структурах полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка
Способ определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин или нанометровых полупроводниковых слоев в структурах полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка
Способ определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин или нанометровых полупроводниковых слоев в структурах полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка
Способ определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин или нанометровых полупроводниковых слоев в структурах полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка
Способ определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин или нанометровых полупроводниковых слоев в структурах полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка
Способ определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин или нанометровых полупроводниковых слоев в структурах полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка
Способ определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин или нанометровых полупроводниковых слоев в структурах полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка
Способ определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин или нанометровых полупроводниковых слоев в структурах полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка

 


Владельцы патента RU 2517200:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" (RU)

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Технический результат - расширение функциональных возможностей одновременного определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин и электропроводности и толщины тонких полупроводниковых эпитаксиальных слоев в структурах «полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка». Способ определения электропроводности и толщины полупроводникового слоя включает облучение слоя электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измерение частотной зависимости коэффициента отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, согласно решению, используют одномерный волноводный СВЧ фотонный кристалл, в котором создают нарушение периодичности в виде измененной толщины центрального воздушного слоя. Предварительно помещают измеряемый полупроводниковый слой внутрь центрального слоя на заданном расстоянии от его границы, дополнительно измеряют частотную зависимость коэффициента прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, затем помещают измеряемый полупроводниковый слой внутри центрального слоя на новом расстоянии от его границы или изменяют толщину центрального слоя, измеряют частотные зависимости коэффициента отражения и прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, взаимодействующего с фотонным кристаллом, при новом положении исследуемой полупроводниковой структуры или при новом значении толщины центрального слоя, рассчитывают с помощью ЭВМ значения толщины и электропроводности, при которых теоретические частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения, полученные при двух расстояниях от границы центрального слоя до исследуемой полупроводниковой структуры или при двух значениях толщины центрального слоя, наиболее близки к измеренным в этих положениях из решения системы уравнений. 8 ил.

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, может быть использовано для одновременного определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин и электропроводности и толщины тонких эпитаксиальных полупроводниковых слоев в структурах «полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка» и может найти применение для неразрушающего контроля электрофизических параметров производимых полупроводниковых структур для устройств микро- и наноэлектроники.

Для осуществления неразрушающего контроля электрофизических параметров полупроводниковых материалов и структур можно использовать результаты измерений спектров отражения взаимодействующего с ними сверхвысокочастотного излучения при условии, что известно их теоретическое описание. Одновременное определение электропроводности и толщины полупроводниковых слоев в настоящее время затруднено вследствие того, что существуют сочетания значений указанных параметров, при которых может наблюдаться одинаковая частотная зависимость коэффициентов отражения и прохождения сверхвысокочастотного излучения.

Известен способ измерения параметров структуры «металлическая пленка - полупроводниковая или диэлектрическая подложка» (см. патент РФ №2326368, МПК G01N 22/00, G01B 15/02), заключающийся в облучении структуры «металлическая пленка - полупроводниковая или диэлектрическая подложка» излучением СВЧ-диапазона с помощью волноведущей системы и измерении частотной зависимости коэффициента отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона от измеряемой структуры в выбранном частотном диапазоне. При этом перед структурой дополнительно помещается диэлектрическая пластина с толщиной L и диэлектрической проницаемостью εd, при которых в выбранном частотном диапазоне на одной из частот ω1 выполняется условие π 2 a 2 ω 1 2 ε d ε 0 μ 0 = π L , а на другой частоте ω2 выполняется условие π 2 a 2 ω 2 2 ε d ε 0 μ 0 = π 2 L , где α - характерный размер поперечного сечения волноведущей системы, ω=2πf - круговая частота электромагнитного излучения, ε0 и µ0 - диэлектрическая и магнитная проницаемости вакуума. Измерения проводят при двух различных ориентациях измеряемой структуры: «диэлектрическая пластина - металлическая пленка - полупроводниковая подложка» и «диэлектрическая пластина - полупроводниковая подложка - металлическая пленка», используя теоретические зависимости коэффициентов отражения от частоты для структуры с такими чередованиями слоев, дополнительно рассчитывают электропроводность полупроводниковой подложки. По частотным зависимостям коэффициента отражения от структуры одновременно определяют толщину металлической пленки и электропроводность полупроводниковой подложки.

Недостатком этого способа является необходимость проведения измерений в широком частотном диапазоне. Также с помощью данного способа в двухслойной структуре «металлическая пленка - полупроводниковая или диэлектрическая подложка» невозможно одновременно определить параметры, характеризующие свойства одного и того же слоя, а именно: толщину и электропроводность металлической пленки или толщину и электропроводность полупроводниковой подложки.

Известен способ измерения электрофизических параметров структуры «нанометровая металлическая пленка - полупроводниковая или диэлектрическая подложка» (см. патент РФ №2349904, МПК G01N 22/00), в котором перед структурой типа «металлическая пленка - полупроводниковая или диэлектрическая подложка» дополнительно размещают одномерный фотонный кристалл, состоящий из периодически чередующихся слоев с различными значениями диэлектрической проницаемости и с нарушенной периодичностью структуры, плоскости которых перпендикулярны направлению распространения электромагнитного излучения и параллельны плоскости измеряемой структуры «металлическая пленка - подложка». Данную электродинамическую систему облучают излучением СВЧ-диапазона с помощью волноведущей системы, изменяют толщину или диэлектрическую проницаемость одного из слоев для нарушения периодичности структуры, электропроводность или толщину металлической пленки определяют по частотной зависимости коэффициента отражения СВЧ-излучения для структуры «фотонный кристалл - металлическая пленка - подложка» при известных параметрах подложки, при этом второй параметр (соответственно толщину или электропроводность) металлического слоя предварительно измеряют. Для определения искомых электрофизических параметров решают обратную задачу с использованием метода наименьших квадратов.

Недостатком данного способа является невозможность одновременного определения толщины и электропроводности металлической пленки и необходимость определения параметров подложки независимым способом.

Наиболее близким к предлагаемому является СВЧ способ одновременного определения электропроводности и толщины полупроводниковых слоев (см. патент РФ №2439541, МПК G01N 22/00), заключающийся в облучении структуры полупроводникового слоя излучением СВЧ-диапазона и измерении частотной зависимости коэффициента отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона в выбранном частотном диапазоне при первом и втором значениях температуры, нахождении толщины и электропроводности полупроводникового слоя, при которых теоретическая частотная зависимость коэффициента отражения электромагнитного излучения наиболее близка к измеренной. Согласно этому способу, используя известные температурные зависимости электропроводности, определяют искомую пару значений параметров, при которой теоретическая частотная зависимость коэффициента отражения электромагнитного излучения наиболее близка к измеренной при втором значении температуры.

Недостатками прототипа являются необходимость проведения измерений в широком частотном диапазоне, трудоемкость проведения температурных измерений, погрешность в измерении температуры полупроводникового образца, помещенного в СВЧ-тракт, а также невозможность определения параметров нанометровых полупроводниковых слоев.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности одновременного определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин и электропроводности и толщины тонких высоколегированных полупроводниковых слоев, выращенных на высокоомной полупроводниковой подложке.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей одновременного определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин и электропроводности и толщины тонких полупроводниковых слоев в структурах «полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка».

Указанный технический результат достигается тем, что способ определения электропроводности и толщины полупроводникового слоя, включающий облучение слоя электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измерение частотной зависимости коэффициента отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, согласно решению, используют одномерный волноводный СВЧ фотонный кристалл, в котором создают нарушение периодичности в виде измененной толщины центрального слоя, предварительно помещают измеряемый полупроводниковый слой внутрь центрального слоя на заданном расстоянии от его границы, дополнительно измеряют частотную зависимость коэффициента прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, затем помещают измеряемый полупроводниковый слой внутри центрального слоя на новом расстоянии от его границы или изменяют толщину центрального слоя, измеряют частотные зависимости коэффициента отражения и прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, взаимодействующего с фотонным кристаллом, при новом положении исследуемой полупроводниковой структуры или при новом значении толщины центрального слоя, рассчитывают с помощью ЭВМ значения толщины и электропроводности, при которых теоретические частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения, полученные при двух расстояниях от границы центрального слоя до исследуемой полупроводниковой структуры или при двух значениях толщины центрального слоя, наиболее близки к измеренным в этих положениях из решения системы уравнений.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведено схематическое изображение одномерного волноводного фотонного кристалла, содержащего измеряемую полупроводниковую структуру в нарушенном центральном слое, на фиг.2 приведены экспериментальные (точки) и рассчитанные (линии) частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения фотонной структуры, содержащей исследуемую пластину, при двух различных значениях толщины нарушенного слоя, на фиг.3 приведены значения функционала S(t,σ) в пространстве искомых параметров (электропроводности и толщины) полупроводниковой пластины, на фиг.4 приведены контурные карты функционала S(t,σ) в плоскости искомых параметров (электропроводности и толщины) полупроводниковой пластины, на фиг.5 приведены частотные зависимости коэффициента отражения электромагнитного излучения сверхвысокочастотного диапазона, взаимодействующего с фотонным кристаллом, при двух положениях измеряемой двухслойной полупроводниковой структуры, на фиг.6 приведены частотные зависимости коэффициента прохождения электромагнитного излучения сверхвысокочастотного диапазона, взаимодействующего с фотонным кристаллом, при двух положениях измеряемой двухслойной полупроводниковой структуры, на фиг.7 приведены значения функционала S(t,σ) в пространстве искомых параметров (электропроводности и толщины) тонкого полупроводникового слоя, на фиг.8 приведены контурные карты функционала S(t,σ) в плоскости искомых параметров (электропроводности и толщины) тонкого полупроводникового слоя.

Позициями на чертежах обозначены:

1 - измеряемый тонкий высоколегированный полупроводниковый слой,

2 - высокоомная подложка,

3 - нарушенный центральный воздушный слой,

4 - слой поликора (Al2O3),

5 - слой воздуха,

Кривые 1 на фиг.2 - частотные зависимости коэффициента отражения и прохождения для первого положения исследуемой полупроводниковой структуры.

Кривые 2 на фиг.2 - частотные зависимости коэффициента отражения и прохождения для второго положения исследуемой полупроводниковой структуры.

Рпад - падающая СВЧ-мощность,

Ротр - отраженная СВЧ-мощность,

Рпрош - прошедшая СВЧ-мощность,

d - расстояние исследуемой структуры от левой границы нарушенного слоя,

R1 - частотная зависимость коэффициента отражения, соответствующая положению исследуемой структуры перед нарушенным воздушным слоем,

R2 - частотная зависимость коэффициента отражения, соответствующая смещению исследуемой структуры на расстояние d,

D1 - частотная зависимость коэффициента прохождения для положения исследуемой структуры перед нарушенным воздушным слоем,

D2 - частотная зависимость коэффициента прохождения, соответствующая смещению исследуемой структуры на расстояние d,

σ - электропроводность полупроводникового слоя,

t - толщина полупроводникового слоя,

S - функционал, определяющий различие между рассчитанными и измеренными частотными зависимостями коэффициентов отражения и прохождения.

1. Способ определения электропроводности и толщины полупроводниковых слоев в структурах «полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка» включает облучение полупроводникового слоя электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измерение частотной зависимости коэффициента отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона. Используют одномерный волноводный СВЧ фотонный кристалл, состоящий из периодически чередующихся отрезков прямоугольного волновода с разными постоянными распространения электромагнитной волны - участки, представляющие собой воздушные зазоры, и участки, заполненные веществом с иным показателем преломления. В фотонном кристалле создают нарушение периодичности в виде измененной толщины центрального воздушного слоя, предварительно помещают измеряемый полупроводниковый слой внутрь нарушенного центрального слоя на заданном расстоянии от его границы, дополнительно измеряют частотную зависимость коэффициента прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, затем помещают измеряемый полупроводниковый слой внутри нарушенного центрального слоя на новом расстоянии от его границы, измеряют частотные зависимости коэффициента отражения и прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, взаимодействующего с фотонным кристаллом, при новом положении исследуемой полупроводниковой структуры внутри нарушенного центрального слоя, строят функционал следующего вида:

S ( t , σ ) = ( ( D 1 ( f , t , σ ) D 1 э к с п ) + ( R 1 ( f , t , σ ) R 1 э к с п ) + + ( D 2 ( f , t , σ ) D 2 э к с п ) + ( R 2 ( f , t , σ ) R 2 э к с п ) ) 2 ,

где R(f,t,σ), D(f,t,σ), и Rэксп, Dэксп - рассчитанные и экспериментальные частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения СВЧ-излучения, индексы 1 и 2 соответствуют двум расстояниям между измеряемым полупроводниковым слоем и границей нарушенного центрального слоя при расположении полупроводникового слоя внутри нарушенного центрального слоя, σ - электропроводность полупроводникового слоя, t - толщина полупроводникового слоя, f - частота, находят с помощью ЭВМ значения толщины и электропроводности, при которых теоретические частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения, полученные при двух расстояниях от границы нарушенного центрального слоя до исследуемого полупроводникового слоя, наиболее близки к измеренным в этих положениях из решения системы уравнений следующего вида:

{ S ( σ ) σ = 0, S ( t ) t = 0

2. Способ определения электропроводности и толщины полупроводниковых слоев в структурах «полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка», включающий облучение полупроводникового слоя электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измерение частотной зависимости коэффициента отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона. Используют одномерный волноводный СВЧ фотонный кристалл, состоящий из периодически чередующихся отрезков прямоугольного волновода с разными постоянными распространения электромагнитной волны - участки, представляющие собой воздушные зазоры, и участки, заполненные веществом с иным показателем преломления. В фотонном кристалле создают нарушение периодичности в виде измененной толщины центрального воздушного слоя, предварительно помещают измеряемый полупроводниковый слой внутрь нарушенного центрального слоя на заданном расстоянии от его границы, дополнительно измеряют частотную зависимость коэффициента прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, затем изменяют ширину нарушенного центрального слоя, измеряют частотные зависимости коэффициента отражения и прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, взаимодействующего с фотонным кристаллом, при новой толщине нарушенного центрального слоя, строят функционал следующего вида:

S ( t , σ ) = ( ( D 1 ( f , t , σ ) D 1 э к с п ) + ( R 1 ( f , t , σ ) R 1 э к с п ) + + ( D 2 ( f , t , σ ) D 2 э к с п ) + ( R 2 ( f , t , σ ) R 2 э к с п ) ) 2 ,

где R(f,t,σ), D(f,t,σ), и Rэксп, Dэксп - рассчитанные и экспериментальные частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения СВЧ-излучения, индексы 1 и 2 соответствуют двум ширинам нарушенного центрального слоя фотонного кристалла при расположении полупроводникового слоя внутри нарушенного центрального слоя, σ - электропроводность полупроводникового слоя, t - толщина полупроводникового слоя, f - частота, находят с помощью ЭВМ значения толщины и электропроводности, при которых теоретические частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения, полученные при двух толщинах нарушенного центрального слоя фотонного кристалла, наиболее близки к измеренным при этих толщинах из решения системы уравнений следующего вида:

{ S ( σ ) σ = 0, S ( t ) t = 0

Фотонный кристалл, содержащий измеряемую структуру, помещается в прямоугольный волновод, полностью заполняя его по поперечному сечению, с помощью векторного анализатора цепей, например Agilent PNA-L Network Analyzer N5230A, измеряются частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения СВЧ-излучения.

Перемещение исследуемой структуры внутри нарушенного центрального слоя или изменение толщины центрального нарушения приводит к изменению частотных зависимостей коэффициентов отражения и прохождения СВЧ излучения и тем самым, как это было установлено нами, позволяет однозначно определить пару искомых параметров.

Далее с помощью ЭВМ производится расчет значений электропроводности и толщины полупроводникового слоя, при которых теоретические частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения наиболее близки к измеренным. В случае измерения нанометрового слоя в структуре «полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка» параметры подложки измеряются до формирования тонкого полупроводникового слоя или считаются заранее известными.

Пример реализации способа определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин или нанометровых полупроводниковых слоев в структурах «полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка».

Рассматривался одномерный волноводный фотонный кристалл, состоящий из одиннадцати слоев в диапазоне частот 8-12 ГГц. Нечетные слои выполнены из поликора (Al2O3, ε=9,6), четные - воздушные (ε=1). Толщина нечетных отрезков - 1 мм, четных - 12 мм.

Нарушение создавалось посредством изменения толщины шестого слоя (воздух), и введением исследуемой кремниевой полупроводниковой пластины в центральную часть нарушенного воздушного слоя, что приводило к появлению «окна» прозрачности в запрещенной зоне фотонного кристалла. Толщина нарушенного шестого (воздушного) слоя выбиралась в первом случае равной 2 мм, а во втором - 4 мм. Кремниевая пластина помещалась внутрь нарушенного шестого (воздушного) слоя в его центральную часть.

На фиг.2 представлены экспериментальные (точки) и рассчитанные (линии) при значениях толщины tиск=454 мкм и электропроводности σиск=6,71 Ом-1м-1 измеряемой полупроводниковой пластины, определенных из решения обратной задачи, частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения фотонной структуры, содержащей исследуемую пластину, при фиксированной температуре 298°К, полученные при двух значениях толщины нарушенного шестого (воздушного) слоя.

Из результатов расчета следует, что функционал S(t,σ), представленный на фиг.3, для случая, когда толщина полупроводниковой пластины в исследуемой структуре составляет 454 мкм, а его электропроводность 6.71 Ом-1м-1 обладает ярко выраженным глобальным минимумом в пространстве координат (t,σ,S(t,σ)), a контурная карта, представленная на фиг.4, характеризуется наличием замкнутых траекторий вблизи минимума, что подтверждает возможность однозначно определять толщину и электропроводность полупроводникового слоя из решения системы дифференциальных уравнений.

Значения толщины и электропроводности исследуемой полупроводниковой пластины, измеренные независимыми методами, соответственно равны 451 мкм и 6.46 Ом-1м-1.

При проведении модельного эксперимента для определения разрешающей способности метода в качестве измеряемого объекта использовалась двухслойная структура в виде сильно легированного кремниевого слоя, сформированного на полуизолирующей кремниевой подложке. Толщина полупроводникового слоя в исследуемой структуре составляла 0,1 мкм, а его удельная электропроводность 1000,0 Ом-1м-1, толщина подложки 100,0 мкм, удельная электропроводность подложки 0,1 Ом-1м-1.

При изменении положения исследуемой полупроводниковой структуры внутри нарушенного (воздушного) слоя происходит изменение положения и формы «окна» прозрачности на амплитудно-частотной характеристике фотонного кристалла при неизменных значениях электропроводности σ и толщины t. Результаты компьютерного моделирования спектров отражения и прохождения СВЧ-излучения, взаимодействующего с фотонным кристаллом при положениях исследуемой полупроводниковой структуры внутри нарушенного воздушного слоя d представлены на фиг.5 и 6: R1, D1 - 0 мм, R2, D2 - мм. Параметры подложки измеряются до формирования тонкого полупроводникового слоя или считаются заранее известными.

В этом случае для нахождения толщины t и электропроводности σ исследуемого образца по частотным зависимостям D(f) и R(f) был использован метод наименьших квадратов, при реализации которого находится такое значение параметров tиск и σиск, при котором сумма S(tиск, σиск) квадратов разностей расчетных и экспериментальных значений коэффициентов пропускания и отражения, измеренных при двух различных положениях вводимого в структуру фотонного кристалла измеряемого тонкого сильно легированного полупроводникового слоя, сформированного на полуизолирующей подложке,

S ( t , σ ) = ( ( D 1 ( f , t , σ ) D 1 э к с п ) + ( R 1 ( f , t , σ ) R 1 э к с п ) + + ( D 2 ( f , t , σ ) D 2 э к с п ) + ( R 2 ( f , t , σ ) R 2 э к с п ) ) 2

становится минимальной.

Здесь D1эксп, D2эксп, R1эксп, R2эксп - измеренные, а D1(f,t,σ), D2(f,t,σ), R1(f,t,σ), R2(f,t,σ) - рассчитанные частотные зависимости коэффициента отражения электромагнитной волны, падающей со стороны фотонного кристалла, при двух различных положениях измеряемой полупроводниковой структуры.

Данные для решения тестовых задач задавались в виде значений коэффициентов пропускания и отражения фотонного кристалла, содержащего кремниевую полупроводниковую структуру с различными значениями толщины и электропроводности тонкого сильно легированного полупроводникового слоя, с погрешностью ±1%.

Из результатов расчета следует, что функционал S(t,σ), представленный на фиг.7 и 8, для случая, когда толщина сильно легированного полупроводникового слоя в исследуемой структуре составляет 101 нм, а его электропроводность 1018 Ом-1м-1, обладает ярко выраженным глобальным минимумом в пространстве координат (t,σ,S(t,σ)), что позволяет однозначно определять толщину и электропроводность сильно легированного полупроводникового слоя.

Рассчитанные значения искомых толщины t и электропроводности σ полупроводникового слоя составили: tиск=101 нм, σиск=1018 Ом-1м-1. Относительная погрешность определения толщины образца по тестовым данным составила ±1%, электропроводности ±1,8%.

Способ определения электропроводности и толщины полупроводникового слоя, включающий облучение слоя электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измерение частотной зависимости коэффициента отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, согласно решению, используют одномерный волноводный СВЧ фотонный кристалл, в котором создают нарушение периодичности в виде измененной толщины центрального воздушного слоя, предварительно помещают измеряемый полупроводниковый слой внутрь центрального слоя на заданном расстоянии от его границы, дополнительно измеряют частотную зависимость коэффициента прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, затем помещают измеряемый полупроводниковый слой внутри центрального слоя на новом расстоянии от его границы или изменяют толщину центрального слоя, измеряют частотные зависимости коэффициента отражения и прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, взаимодействующего с фотонным кристаллом, при новом положении исследуемой полупроводниковой структуры или при новом значении толщины центрального слоя, рассчитывают с помощью ЭВМ значения толщины и электропроводности, при которых теоретические частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения, полученные при двух расстояниях от границы центрального слоя до исследуемой полупроводниковой структуры или при двух значениях толщины центрального слоя, наиболее близки к измеренным в этих положениях из решения системы уравнений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к неразрушающим методам контроля структурного совершенства эпитаксиальных слоев кремния, выращенных на диэлектрических подложках, и может быть использовано в технологии микроэлектроники для контроля качества эпитаксиальных слоев кремния в структурах «кремний на сапфире» (КНС).

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для увеличения выхода годных при изготовлении высокоплотных электронных модулей. Сущность способа заключается в том, что при изготовлении высокоплотных электронных модулей на основе формирования встроенных пассивных элементов, прямого монтажа активных элементов (чипов) и послойного формирования межсоединений до изготовления и монтажа электронных модулей разрабатывают видоизменение схемы, которое предназначено только для ее тестируемости, а за счет технологических операций после формирования пассивных и монтажа активных элементов и перед формированием межсоединений проводят многофункциональный зондовый контроль работоспособности каждого элемента.

Изобретение относится к области испытаний сложно-функциональной аппаратуры. Сущность изобретения заключается в том, что используют трехпараметрическое распределение Вейбулла или доверительный интервал, внутренние границы которого (U - нижняя и V - верхняя) получают на основе обработки экспериментальных данных по облучению выборки размером n, внешние границы (U - нижняя и V - верхняя) задают из общих физических представлений, определяющими из которых является уровень отсутствия наблюдаемых критических изменений и незначительное, на 20-30%, превышение требований по стойкости объектов к воздействию ИИ, в выбранных границах (U, V) вводят экспериментально полученную интегральную функцию распределения нижних допустимых уровней стойкости к различным видам ИИ, определяют скорость изменения вероятности параметрических или функциональных отказов (интенсивность изменения параметрического ресурса), затем строят семейство графиков зависимости функции распределения F(U, x) от различных видов ионизирующих излучений (флюенса нейтронов (Fn); мощности дозы гамма-рентгеновского излучения (Pγ-X-Rey); полной поглощенной дозы (Dγ-X-Ray); флюенса тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ) Фион; величины линейных потерь энергии (LET) (для аппаратуры, размещаемой на космическом аппарате (КА) и т.п.) при фиксированных значениях , по построенным графикам определяют уровень радиационной нагрузки , при котором вероятность отказа прибора составляет FCRIT, или ресурс сохранения работоспособности RСОХР=1-FCRIT.

Изобретение относится к области полупроводниковой фотоэлектроники - инфракрасным (ИК) фотодетекторам - и может быть использовано для контроля технологического процесса и материала.

Изобретение относится к области проектирования контактирующих устройств для бескорпусных электронных компонентов и микроплат для трехмерных сборок и может быть использовано при производстве интегральных схем для их функционального контроля и электротренировки (ЭТТ).

Изобретение относится к полупроводниковой микроэлектронике. Сущность изобретения: в способе диагностики полупроводниковых эпитаксиальных гетероструктур, включающем сканирование образца в условиях брэгговского отражения в пошаговом режиме, производимом путем изменения угла падения рентгеновского луча, использование рентгеновской однокристальной дифрактометрии с немонохроматическим, квазипараллельным пучком рентгеновских лучей и позиционно-чувствительным детектором, рентгеновскую трубку и детектор устанавливают относительно углового положения характеристического пика θ от одной из систем кристаллографических плоскостей гетероструктуры на угол θ1=θ±(0.5°÷4°), по отклонению положения интерференционного пика тормозного излучения на шкале детектора от угла падения рентгеновского луча определяют погрешность положения образца, с учетом полученной погрешности независимым перемещением устанавливают трубку в положение Δθ, при котором ось симметрии между трубкой и детектором перпендикулярна к выбранной системе кристаллографических плоскостей, при таком положении трубки проводят пошаговое сканирование в диапазоне углов, характеризующих выбранную систему кристаллографических плоскостей, независимым перемещением устанавливают трубку на угол Δθ1=Δθ±(0.2°÷1°), выводя максимум тормозного пика за границы характеристического пика, затем проводят пошаговое сканирование всех слоев гетероструктуры, оставляя неизменным угловое положение характеристического пика от системы кристаллографических плоскостей путем перемещения шкалы детектора, и определяют угловые положения пиков от всех слоев гетероструктуры.

Изобретение относится к области диагностики полупроводниковых структур нанометрового размера и может быть использовано для обнаружения и классификации квантовых точек.

Изобретение относится к области измерений неоднородностей поверхностей гетероструктур. .

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к области неразрушающего контроля параметров полупроводниковых материалов, и может быть использовано для выявления и анализа структурных дефектов в кремниевых слитках перед разрезанием слитков на пластины.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к области неразрушающих методов контроля параметров полупроводниковых материалов с использованием зондирующего электромагнитного излучения, и может быть использовано для определения времени жизни неосновных носителей заряда в кремниевых слитках.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу определения электропроводности и толщины слоя полупроводника на поверхности диэлектрика, и может найти применение в различных отраслях промышленности при контроле свойств полупроводниковых слоев.

Изобретение относится к области медицины, а именно к устройствам для выявления температурных аномалий внутренних тканей биологического объекта, и может быть использовано для неинвазивного раннего выявления риска рака.

Предлагаемые способ и устройство относятся к технике обнаружения взрывчатых и наркотических веществ, в частности к способам и устройствам обнаружения взрывчатых и наркотических веществ в различных закрытых объемах и на теле человека, находящегося в местах массового скопления людей.

Предложен способ сортировки добытого ископаемого материала, такого как ископаемая руда, для разделения добытого ископаемого материала на, по меньшей мере, две категории, по меньшей мере, одна из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наиболее восприимчивые к микроволновой энергии, и, по меньшей мере, другая из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наименее восприимчивые к микроволновой энергии, причем способ содержит следующие этапы: (а) воздействие микроволновой энергией на частицы добытого ископаемого материала и нагрев частиц в зависимости от восприимчивости материала в частицах; (б) термический анализ частиц с использованием температур частиц в качестве основы для анализа для указания разницы состава частиц, причем этап термического анализа включает в себя оценку термическим путем частиц на фоновой поверхности и нагрев фоновой поверхности до температуры, отличной от температуры частиц, для обеспечения теплового контраста между частицами и фоновой поверхностью; и (в) сортировку частиц на основе результатов термического анализа.

Предложен способ сортировки добытого ископаемого материала, такого как ископаемая руда, для разделения добытого ископаемого материала на, по меньшей мере, две категории, при этом, по меньшей мере, одна из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наиболее восприимчивые к микроволновой энергии, и, по меньшей мере, другая из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наименее восприимчивые к микроволновой энергии, причем способ содержит следующие этапы: (а) воздействие микроволновой энергией на частицы добытого ископаемого материала и нагрев частиц в зависимости от восприимчивости материала в частицах; (б) термический анализ частиц с использованием температур частиц в качестве основы для анализа для указания разницы состава частиц; и (в) сортировка частиц на основе результатов термического анализа; При этом способ также содержит контроль атмосферы, через которую перемещаются частицы между позицией, на которой частицы подвергаются воздействию микроволновой энергии, и позицией, на которой частицы подвергаются термическому анализу.

Изобретение предлагает устройство (100) для проверки материала (150), содержащее, по меньшей мере, средства (110) испускания электромагнитного сигнала с несущей частотой Fp для облучения материала (150) и средства (130) приема электромагнитного сигнала.

Способ информационного КВЧ воздействия на живой организм относится к области биологии и медицины и может быть использован для стимуляции жизнедеятельности живых организмов или растений, в частности для лечения ряда заболеваний человека и животных.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. .

Изобретение относится к технике обнаружения взрывчатых веществ, в частности, к способам обнаружения взрывчатых веществ в различных закрытых объемах и на теле человека, находящегося в местах массового скопления людей.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и диагностики материалов и может быть использовано в тех областях науки и техники, где необходимо отслеживать состояние материалов без оказания тестового воздействия на них.
Изобретение относится к области катализа. Описан способ получения наноструктурного катализатора демеркаптанизации нефти и газоконденсата на основе производных фталоцианина кобальта и его хлорзамещенных продуктов, в котором полученные путем размола исходных фталоцианинов в шаровой мельнице при 100-120°C в присутствии спиртов общей формулы R-(OCH2- CH2)n-OH, где при n=1 R=С6H5, C4H9; при n=2 R=Н, C2H5, наночастицы фталоцианина кобальта и его хлорзамещенных производных обрабатывают концентрированными водными растворами алканоламмониевых солей дисульфокислот фталоцианина кобальта и его хлорзамещенных производных с последующей стабилизацией катализатора линейными полиэфирами (полиэтиленгликолями).
Наверх