Способ контроля качества светодиодной структуры

Изобретение относится к способу выявления наличия дефектов в светодиодной структуре. Способ контроля качества светодиодной структуры заключается в регистрации излучения светодиодной структуры, обработке излучения для получения характеристик светодиодной структуры, на основе которых судят о качестве светодиодной структуры, при этом для каждой светодиодной структуры из партии изделий регистрируют спектр электролюминесценции, проводят построение зарегистрированного спектра в полулогарифмическом масштабе, разделяют коротковолновую область полученного спектра на участки, которые аппроксимируют определенной зависимостью, и выбирают аппроксимированные участки с максимальным и минимальным наклоном, определяют максимальную и минимальную температуры светодиодной структуры на выбранных участках, вычисляют среднее значение разницы температур, проводят сравнение значения разницы температур для каждой светодиодной структуры со средним, если значение разницы температур больше среднего, делают вывод о низком качестве структуры. Способ позволяет снизить его стоимость, использовать менее громоздкое и дорогое оборудование и определять качество корпусированных светодиодов, в том числе входящих в состав изделий на их основе. 4 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к испытаниям полупроводниковых светоизлучающих диодов (СД), а именно к способу выявления наличия дефектов в их светодиодной структуре. Этот способ может быть использован для контроля качества светодиодной структуры СД, в том числе входящих в состав различных изделий на их основе (лампы, табло, матрицы) на всех этапах производства.

Известен способ для контроля качества приборных кремниевых слоев в композициях типа кремний на диэлектрике, представленный в патенте РФ №2150158 «Способ контроля дефектности пленок кремния на диэлектрических подложках», МПК H01L 21/66, опубл. 22.02.1999. Способ, который также может быть применен для определения качества светодиодной структуры, включает эллипсометрические измерения показателя преломления пленок в условиях нагрева тестируемой структуры от комнатной температуры до 350-400 К. По характеру изменений определяемого показателя преломления судят о качестве пленок. Также перед измерениями структуры в течение 1-5 минут ее обрабатывают ультразвуком с частотой 20-40 кГц в химически неактивной жидкости. Технический результат в заявляемом способе достигается благодаря тому, что обработка структур до эллипсометрических измерений приводит к рассеиванию примесных атмосфер вокруг дефектов в кремниевой пленке, вследствие чего увеличивается амплитуда неоднородности распределения полей других напряжений в пленке, обуславливающая возрастание градиента - показателя преломления по поверхности пленки, который фиксируется при нагреве (охлаждении) структуры от комнатной температуры до температур 350-100 К. Способ позволяет повысить чувствительность эллипсометрического контроля дефектности пленок кремния на диэлектрических подложках и светодиодных структур СД.

В способе применяется метод эллипсометрии, который обладает сравнительно малой информативностью и необходимостью использования физической модели. Такой способ обладает деструктивным характером, так как требует проводить предварительную обработку образцов светодиодной структуры ультразвуком, при этом дальнейшая диагностика осуществляется в условиях высоких температур. На обоих из этих этапах может произойти «порча» образца. Применяемая для эллипсометрических измерений аппаратура стоит относительно дорого и не позволяет неразрушающим образом исследовать корпусированные светодиодные структуры, в том числе входящих в состав изделий на их основе.

Известен способ непрерывной катодолюминесценции, применяемый для комплексной диагностики параметров, в том числе качества, различных материалов, в частности светодиодной структуры (Соломонов В.И. «Люминесцентный анализ твердых тел: новые возможности», журнал «Вестник уральского отдела РАН», 2008 г., №2 (24), с.21-27: Чукичев М.В., Сабриа Д.М., Соколов В.И. и др. «Катодолюминесценция твердых растворов Zn1-xMnxSe», журнал «Оптика и спектроскопия», 1990 г., том 68, №1, с.200-202). Способ заключается в следующем: тестируемый образец светодиодной структуры подвергают бомбардировке быстрыми (первичными) электронами, в результате чего возникает эффект катодолюминесценции. Для обеспечения непрерывной катодолюминесценции необходимо обеспечить сток инжектированного в образец заряда для снятия самоограничения люминесценции и инжекции электронов в вещество. В качестве такой меры используется эмиссия быстрых вторичных электронов с поверхности образца в вакуум либо сток заряда осуществляют через тонкий металлический слой, нанесенный на облучаемую поверхность образца. Для реализации такого способа, требуется помещать образец светодиодной структуры в вакуум, удалять поверхностный слой вещества толщиной 20 мкм и обеспечивать высокую плотность тока инжектированных электронов 50-100 А/см2, воздействие которого разогревает до критической температуры исследуемый образец. Полученное излучение регистрируют специальными спектрометрами, и далее анализ экспериментальных данных позволяет обнаружить наличие дефектов в светодиодной структуре.

Недостатком этого способа является его разрушающий характер и применение дорогостоящего оборудования (в условиях вакуума требуется удалить поверхностный слой вещества). Применяемая для осуществления способа непрерывной катодолюминесценции аппаратура не позволяет неразрушающим образом исследовать корпусированные светодиодные структуры, в том числе входящих в состав изделий на их основе.

Известен способ импульсной катодолюминесценции (ИКЛ), который может быть использован для спектрально-люминесцентного анализа конденсированных сред на предмет определения их структуры и наличия в них точечных дефектов, в частности для определения качества светодиодных структур (Соломонов В.И. «Люминесцентный анализ твердых тел: новые возможности», журнал «Вестник уральского отдела РАН», 2008 г., №2 (24), с.21-27). Для его реализации требуется облучать тестируемый образец светодиодной структуры импульсами (пучками) электронов высокой энергии Ее=100-200 кэВ и наносекундной длительности. Такие электроны проникают в твердое вещество на глубину de=100-150 мкм, что больше толщины поверхностного слоя, обогащенного дефектами, поэтому в этом способе отсутствует необходимость установки образца в вакуумную камеру и удаления его поверхностного слоя. Ограничение длительности инжекции электронов наносекундным интервалом приводит к снятию проблемы разогрева облучаемого объема. Полученную в результате облучения катодолюминесценцию регистрируют специальными спектрометрами. В ближнем послесвечении катодолюминесценции, даже при комнатной температуре образцов, наблюдается тонкая структура полос внутрицентровой и структурно-чувствительной ИКЛ. Центры люминесценции являются точечными дефектами светодиодной структуры. Определение качества светодиодной структуры осуществляется путем анализа полученных спектров катодолюминесценции.

Недостатком ИКЛ является использование дорогого оборудования (например, настольный импульсный катодолюминесцентный спектрограф), который не позволяет неразрушающим образом исследовать корпусированные светодиодные структуры, в том числе входящих в состав изделий на их основе.

Известен способ диагностики полупроводниковых гетероструктур, в том числе светодиодных, под названием «Метод локальной катодолюминесценции» (Заморянской М.З., Конникова С.Г. «Новые возможности рентгеноспектрального микроанализа и локальной катодолюминесценции для диагностики многослойных структур и наноматериалов», журнал «Заводская лаборатория. Диагностика материалов. Специальный выпуск», 2005 г., том 74, с.62-66). При применении такого способа образец светодиодной структуры подвергают бомбардировке быстрыми электронами, в результате чего возникает эффект катодолюминесценции. Для формирования электронного пучка используют колонну рентгеновского микроанализа. Для получения спектров локальной катодолюминесценции применяют стационарный режим. В этом режиме образец непрерывно облучается электронным пучком. Сканирование спектра осуществляется за счет поворота дифракционной решетки на заданное число шагов, после чего производится считывание сигнала с фотоэлектронного умножителя в режиме счета фотонов. Последующий анализ экспериментальных данных кроме всего прочего позволяет получать информацию об однородности образца и определять пространственное распределение дефектов в исследуемых образцах. Особенности размера энергии бомбардирующих электронов и передачи ее излучающим центрам обусловливают сильную зависимость яркости катодолюминесценции от степени совершенства кристаллической структуры материала. Эта особенность катодолюминесценции и используется для регистрации дефектности светодиодной структуры. Оценить ее качество также можно по длине диффузии электрона.

Недостатком этого способа является использование дорогого, сложного и громоздкого оборудования и невозможность исследования качества корпусированных светодиодных структур, в том числе входящих в состав изделий на их основе.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ инфракрасной (ИК) тепловизионной микроскопии, применяемый для диагностики качества полупроводниковых наногетероструктур, в том числе светодиодных (Базовкин В.М., Гузев А.А. и др. «Тепловизионный микроскоп», журнал «Прикладная физика», 2005 г., №2, с.97-102; Закгейм А.Л., Курышев Г.Л. и др. «Исследование тепловых процессов в мощных InGaN/GaN флип-чип светодиодах с использованием инфракрасной тепловизионной микроскопии», журнал «Физика и техника полупроводников», 2010 г., том 44, выпуск 3, с.390-396). Способ заключается в регистрации распределения тепловых полей тестируемых образцов. Тепловое излучение образцов регистрируется ИК-микроскопом, содержащим InAs-ПЗИ (прибор с зарядовой инжекцией), фотоприемная матрица которого содержит 128×128 элементов (шаг элементов 50 мкм) с областью спектральной чувствительности 2,5-3,1 мкм. Поле зрения ИК- микроскопа составляло 400×400 мкм (~3 мкм на элемент), разрешение - единицы микрометров. Полученное изображение тепловых полей выводится на экран компьютера. Оно представлено в виде отградуированной по цветам спектра теплограммы объекта, цветовая гамма которой соответствует определенным значениям температуры любой точки поверхности образца светодиодной структуры в фиксированный момент времени. При наличии дефекта наблюдается сильный перегрев структуры в его окрестностях, в этом случае будет регистрироваться высокий цветовой контраст в той области структуры, где дефект располагается. Определение температуры найденных областей производится в соответствии с цветовой шкалой температур. Наличие локальных областей высоких температур говорит о существовании дефекта в данной области. Анализ изображения тепловых полей позволяет определить качество структуры.

Рассмотренный метод в сравнении с другими обладает важными преимуществами:

1) вместо усредненной оценки температуры активной области дает высокоточную карту температурных полей светодиодной структуры с пространственным разрешением ~3 мкм и абсолютной погрешностью измерения ~ 2 К;

2) дает детальное представление о развитии тепловых процессов, возникающих в результате саморазогрева в светодиодной структуре, т.е. позволяет определять предельные режимы ее работы и качество;

3) благодаря высокой чувствительности к изменению температуры локальных областей может применяться для выявления дефектных областей.

Однако недостатками способа являются:

1) применение дорогого и сложного оборудования высокого разрешения;

2) возможность определения качества только не корпусированных светодиодных структур.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание способа контроля качества светодиодной структуры СД, который позволяет достигать технический результат, заключающийся в снижении его стоимости, использовании при его применении менее громоздкого оборудования, возможности исследования светодиодной структуры корпусированных СД, в том числе входящих в состав изделий на их основе.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе контроля качества светодиодной структуры, заключающемся в регистрации излучения светодиодной структуры, обработке излучения для получения характеристик светодиодной структуры, на основе которых судят о качестве светодиодной структуры для каждой светодиодной структуры из партии изделий, регистрируют спектр электролюминесценции светодиодной структуры, проводят построение зарегистрированного спектра в полулогарифмическом масштабе, разделяют коротковолновую область полученного спектра на участки, которые аппроксимируют зависимостью у=a*ехр(-bx), где

у - интенсивность излучения,

х - энергия фотонов,

b - коэффициент, численно равный 1/kT,

а - весовой коэффициент, учитывающий зависимость Eg(T),

Т - температура светодиодной структуры,

Еg - ширина запрещенной зоны активной области СД,

и выбирают аппроксимированные участки с максимальным и минимальным наклоном, далее, определяют максимальную и минимальную температуры светодиодной структуры на выбранных участках, определяют значение разницы этих температур, вычисляют среднее значение разницы температур, проводят сравнение значения разницы температур для каждой светодиодной структуры со средним, если значение разницы температур больше среднего, делают вывод о низком качестве структуры.

Особенностью заявляемого способа является то, что изменения в спектрах электролюминесценции светодиодной структуры, вызванные примесями, флуктуациями состава твердого раствора, флуктуациями параметров гетерограниц и параметров квантовых ям, как и экситонные эффекты и переходы на мелкие акцепторные состояния, существенным образом влияют только на длинноволновую часть спектра светодиодной структуры и на положение его максимума, в то время как коротковолновая часть спектра люминесценции остается слабочувствительной к указанным выше эффектам. В основе способа определения температурных неоднородностей, позволяющих судить о качестве светодиодной структуры, лежит теория Ван - Русбрека - Шокли, с помощью которой для разрешенных переходов зона-зона было получено выражение, описывающее спектр собственной электролюминесценции:

Ф ( ω ) = С ( Т ) k ( ω ) exp ( h ω 2 π k T )

где Eg - ширина запрещенной зоны материала, k - постоянная Больцмана, Т - температура активной области. В множитель С'(Т) введены все величины, не зависящие от энергии фотонов hω. Его значение зависит от температуры, уровня возбуждения (тока) и квантового выхода люминесценции. По существу С'(Т) можно рассматривать как нормировочный множитель, k(ω) - спектр собственного поглощения:

k ( ω ) = A h ω 2 π E g

Максимум, спектра люминесценции зона-зона расположен при энергии ћω=Eg+kT/2, а ширина пропорциональна RT.

Качество светодиодной структуры характеризуется дефектностью активной области, которая определяет величину температурных неоднородностей в ней. Чем выше дефектность активной области светодиодной структуры, тем больше вероятность безызлучательной рекомбинации и ниже интенсивность свечения светодиодной структуры. В полулогарифмическом масштабе коротковолновая часть спектра светодиодной структуры может представлять собой набор прямых, наклон которых определяется только RT, т.е. температурой тех участков ее активной области, где и происходит излучательная рекомбинация. Наличие различных наклонов таких участков кривых говорит о неравномерном распределении температуры в активной области светодиодной структуры. На нагрев активной области светодиодной структуры высокого качества влияет в основном распределение тока в ней, поэтому в такой светодиодной структуре температура выше в той части активной области, в которой больше плотность тока. Наибольшая плотность тока в активной области, как правило, формируется под контактом светодиодной структуры, поэтому в этой части структуры будет наблюдаться увеличение температуры кристалла, но относительно небольшое по величине. При наличии в активной области дефекта вероятность безызлучательной рекомбинации в его окрестности будет резко повышаться. Это вызовет значительный локальный перегрев структуры, а величина тепловой неоднородности будет существенно выше, чем в качественной структуре, не содержащей дефектов. При исследовании партии готовых светодиодных структур разница температур под контактом и в периферии их кристалла будет в среднем одинаковой для всех структур высокого качества. Если в партии существует некачественная светодиодная структура, разница температур в ее активной области будет значительно выше средней. Это позволит выявлять наличие дефекта в активной области светодиодной структуры и определить некачественные образцы в партии готовых светодиодов.

Регистрация спектров электролюминесценции осуществляется следующим образом: излучение тестируемых светодиодных структур (в том числе входящих в состав различных изделий на их основе) собирается оптоволокном, подсоединенным к спектрометру быстрого сканирования, в котором оно, попадая на дифракционную решетку, разлагается по длинам волн и регистрируется кремниевой ПЗС матрицей. Измерение одного СД и определение его дефектности может производиться за очень короткий промежуток времени (0,1 с и менее).

Спектрометры быстрого сканирования в сравнении с ИК- микроскопами более компактны и дешевы. Для регистрации электролюминесценции используется оптоволокно и спектрометр быстрого сканирования, поэтому способ является бесконтактным и позволяет исследовать корпусированные светодиодные структуры, в том числе входящие в состав изделий на их основе.

Таким образом, заявляемый способ основан на анализе спектра люминесценции светодиодной структуры, поэтому он не требует излишне громоздкого и относительно дорого оборудования, кроме того, позволяет неразрушающим образом исследовать качество активной области СД, входящие в состав изделий на их основе.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами:

Фиг 1. Спектры электролюминесценции двух светодиодных структур из партии в полулогарифмическом масштабе в координатах 1g(I(ω)/I(ω)max)=f(ћω)).

Фиг.2. Пример обработки спектра на стадиях разбиения на участки и аппроксимации.

Фиг.3. Пример обработки спектра для качественной светодиодной структуры.

Фиг.4. Пример обработки спектра для некачественной светодиодной структуры.

Для каждой светодиодной структуры из партии проводят:

1) Измерение спектра люминесценции светодиодной структуры, а именно:

а. сбор излучения тестируемой светодиодной структуры оптоволокном;

b. разложение излучения светодиодной структуры по длинам волн

дифракционной решеткой;

с. регистрации разложенного в спектр излучения светодиодной структуры кремниевой ПЗС матрицей.

2) Построение измеренного спектра в полулогарифмическом масштабе в координатах 1g(I(ω)/I(ω)max)=f(ћω)).

3) Разбиение коротковолновой области спектра на участки.

4) Аппроксимацию участков.

5) Выбор двух участков с максимальным и минимальным наклоном (в полулогарифмическом масштабе).

6) Определение максимальных и минимальных температур участков.

7) Определение разницы температур участков.

8) Определение среднего значения разницы температур для партии светодиодных структур.

9) Проведение сравнения разницы температур каждой светодиодной структуры со средним значением.

10) Определение качества светодиодной структуры.

Пример

При рабочем токе 10 мА измеряли спектр электролюминесценции партии светодиодных структур светодиодов спектроизмерительным прибором со спектральным разрешением не ниже 1 мэВ (~0,04 kT) в диапазоне изменения сигнала не менее двух порядков величины от его значения в максимуме.

Полученные спектры строили в полулогарифмическом масштабе в координатах 1g(I(ω)/I(ω)max)=f(ω) (см. фиг.1). Затем коротковолновую область спектра разбивали на участки. Участки аппроксимировали выражением (см. фиг.2):

у=a*ехр(-bх),

где х - энергия фотонов, у - интенсивность излучения (отн.ед.), b - коэффициент, численно равный 1/kT, a - весовой коэффициент, учитывающий зависимость Eg(T).

Коротковолновую область спектра светодиодных структур описали набором аппроксимирующих выражений. Для исключения возможных погрешностей, связанных с интерференцией на спектре дефектной светодиодной структуры, выбирали два участка с максимальным и минимальным наклоном в полулогарифмическом масштабе.

Спектры электролюминесценции и компоненты аппроксимации выбранных участков представителя большинства светодиодных структур представлены на фиг.3 и в таблице 1 соответственно.

Таблица 1
Компоненты Участок с максимальным наклоном (1) Участок с минимальным наклоном (2)
Весовой компонент a 3.29Е+29 7.92Е+27
Коэффициент b 34.5 32.7

В указанных координатах с коротковолновой стороны спектра, начиная от энергии фотонов, примерно на 20 мэВ выше ћωmax по тангенсу угла наклона линейного участка, определяли искомую температуру выбранных участков представителя большинства светодиодных структур, по формуле:

T = 1 b k ,

T min = 1 34.5 8.5 10 5 = 341 K = 68 ° C ,

T max = 1 33.8 8.5 10 5 = 360 K = 87 ° C ,

Δ T = T max T min = 75 68 = 19 ° C .

В результате определяется максимальная, возникающая под контактом, и минимальная, соответствующая периферии кристалла, температуры активной области представителя большинства светодиодных структур. Разница температур большинства светодиодных структур в среднем равна 19°С.

В партии содержался светодиод, спектр электролюминесценции и компоненты аппроксимации выбранных участков светодиодной структуры которого представлены на фиг.4 и в таблице 2 соответственно.

Таблица 2
Компоненты Участок с максимальным наклоном Участок с минимальным наклоном
Весовой компонент а 3.29Е+29 7.92447Е+25
Коэффициент b 34.5 30.4

В указанных координатах с коротковолновой стороны спектра, начиная от энергии фотонов примерно на 20 мэВ выше ћωmax по тангенсу угла наклона линейного участка, определяли искомую температуру выбранных участков светодиодной структуры, по формуле:

T = 1 b k ,

T min = 1 34.5 8.5 10 5 = 341 K = 68 ° C ,

T max = 1 30.4 8.5 10 5 = 387 K = 114 ° C ,

Δ T = T max T min = 114 68 = 46 ° C .

Как видно, разница температур активной области этой светодиодной структуры составляет 46°С и выше средней (19°С). Можно считать, что она является дефектной.

Таким образом, заявляемый способ позволяет снизить его стоимость, использовать менее громоздкое и дорогое оборудование и определять качество корпусированных светодиодов, в том числе входящих в состав изделий на их основе.

Способ контроля качества светодиодной структуры, заключающийся в регистрации излучения светодиодной структуры, обработке излучения для получения характеристик светодиодной структуры, на основе которых судят о качестве светодиодной структуры, отличающийся тем, что для каждой светодиодной структуры из партии изделий регистрируют спектр электролюминесценции светодиодной структуры, проводят построение зарегистрированного спектра в полулогарифмическом масштабе, разделяют коротковолновую область полученного спектра на участки, которые аппроксимируют зависимостью у=a*ехр(-bx), где
у - интенсивность излучения,
х - энергия фотонов,
b - коэффициент, численно равный 1/kT,
а - весовой коэффициент, учитывающий зависимость Eg(T),
Т - температура светодиодной структуры,
Eg - ширина запрещенной зоны активной области СД,
и выбирают аппроксимированные участки с максимальным и минимальным наклоном, далее, определяют максимальную и минимальную температуры светодиодной структуры на выбранных участках, определяют значение разницы этих температур, вычисляют среднее значение разницы температур, проводят сравнение значения разницы температур для каждой светодиодной структуры со средним, если значение разницы температур больше среднего, делают вывод о низком качестве структуры.



 

Похожие патенты:

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».

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 устройствам, используемым для климатических испытаний полупроводниковых приборов при одновременном измерении их электрических параметров. Изобретение обеспечивает получение нормированных условий климатических испытаний электронных изделий путем равномерной подачи рециркуляционного воздуха на все полки термокамеры, что обеспечивает необходимую надежность электрических испытаний электронных изделий. Термокамера для испытания электронных изделий содержит корпус с рабочей камерой, вентилятор, установленный в рабочей камере между вытяжным и нагнетательным патрубками, узел очистки рециркуляционного воздуха, установленный в нагнетательном патрубке и выполненный в виде соосно соединенных суживающегося диффузора с винтообразными канавками на внутренней поверхности и расширяющегося сопла, в котором размещено осушивающее устройство в виде емкости, предназначенной для заполнения адсорбирующим веществом. На внутренней поверхности расширяющегося сопла выполнены винтообразные канавки, касательная которых имеет направление против хода часовой стрелки, а касательная винтообразных канавок на внутренней поверхности суживающегося диффузора имеет направление по ходу часовой стрелки. В корпусе в угловых соединениях вертикальных и горизонтальных элементов воздухопровода расположены завихрители, причем каждый завихритель выполнен в виде лопасти, торцевые поверхности которых повернуты на 90° относительно друг друга. 6 ил.

Изобретение относится к тестированию матричных БИС считывания и может быть использовано для определения координат скрытых дефектов типа утечек сток-исток, которые невозможно обнаружить до стыковки кристаллов БИС считывания и матрицы фоточувствительных элементов. На кремниевой пластине с годными БИС считывания вскрывают окна в защитном слое окисла к металлизированным площадкам истоков МОП транзисторов, наносят слой индия, формируют области индия в виде изолированных друг от друга полос, ориентированных в направлении, перпендикулярном стоковым шинам, которые закорачивают истоки МОП транзисторов между собой в каждой полосе. Проводят контроль функционирования мультиплексора с выявлением стоков со скрытыми дефектами путем закорачивания индиевых полос на подложку с последующим формированием индиевых микроконтактов. Производят поиск дефекта в пределах только той полосы, где зафиксирована утечка, тем самым уменьшается время определения координат дефекта, так как нет необходимости проверять все истоки, принадлежащие данной стоковой шине, в которой обнаружен дефект. 4 ил.
Изобретение относится к различным технологическим процессам, а именно к контролю электрических свойств алмазных пластин на промежуточных стадиях технологического процесса изготовления алмазных детекторов ионизирующих излучений. Сущность изобретения заключается в том, что способ контроля качества алмазных пластин, предназначенных для изготовления детекторов ионизирующих излучений, включает регистрацию люминесценции в двух полосах с максимумами при 420 нм и 520 нм, принятие решения об отнесении алмазной пластины к группе низковольтных детекторов при одновременном наблюдении двух полос люминесценции и принятие решения об отнесении алмазной пластины к группе высоковольтных детекторов при отсутствии свечения в полосе 520 нм и наличии свечения в полосе 420 нм, при этом измерение проводят при температуре, выбранной из интервала -40 ÷ -10°C, к алмазной пластине с электродами прикладывают электрическое поле и медленно повышают напряжение, одновременно регистрируют ток через пластину, при появлении скачка тока, сопровождаемого свечением в полосе с максимумом при 520 нм, делают вывод об отнесении алмазной пластины к группе низковольтных детекторов, при отсутствии свечения в полосе с максимумом при 520 нм делают вывод об отнесении алмазной пластины к группе высоковольтных детекторов. Технический результат - упрощение применяемого оборудования для контроля и уменьшение времени контроля.

Изобретение относится к контрольно-испытательному оборудованию изделий электронной техники, а именно к устройствам для сортировки на группы по вольт-амперным характеристикам (ВАХ) фотопреобразователей (ФП) в спутниках, и может быть использовано при производстве фотоэлектрических панелей. Устройство содержит вертикальный пенал для сортируемых ФП с механизмом выгрузки и подачи изделий по транспортирующему горизонтальному каналу в узел контактирования, солнечный имитатор, измеритель ВАХ, узел позиционирования в виде горизонтального поворотного диска с приемными гнездами для изделий, приемные вертикальные пеналы в количестве N групп сортировки и загрузочные толкатели для загрузки последних. Приемные пеналы выполнены с возможностью загрузки изделий снизу вверх, толкатели установлены оппозитно их входным отверстиям. Приемные сквозные гнезда выполнены в количестве N плюс одно для загрузки изделия на диск узла позиционирования. Узел позиционирования установлен между приемными пеналами и толкателями и снабжен приводом поворота с фиксированным шагом, равным углу 360°/(N+l). Технический результат - повышение производительности и сокращение брака за счет механических повреждений ФП. 2 ил.

Способ включает воздействие на кристалл исходного импульсного поляризованного немонохроматического излучения коротковолнового инфракрасного диапазона для получения исходного импульсного поляризованного излучения коротковолнового инфракрасного диапазона и импульсного поляризованного излучения гармоники видимого диапазона, выделение импульсного поляризованного излучения гармоники видимого диапазона, преобразование его в электрический сигнал, получение зависимости амплитуды электрического сигнала от длины волны импульсного поляризованного монохроматического излучения второй и суммарной гармоник, определение из нее длины волны 90-градусного синхронизма, по значению которого определяют мольное содержание Li2O в монокристалле LiNbO3. В качестве монокристалла LiNbO3 выбирают монокристалл в виде плоскопараллельной пластинки с кристаллографической осью Z, расположенной в плоскости входной грани кристалла, перпендикулярной оси оптической системы. Технический результат - повышение точности определения мольной доли Li2O в монокристалле LiNbO3 при низких значениях мольной доли Li2O и расширение функциональных возможностей. 3 ил.

Изобретение относится к области исследования материалов с помощью оптических средств, а также к технологии изготовления полупроводниковых приборов - для контроля водорода в материале при создании приборов и структур. В отношении образца с тестируемым материалом регистрируют спектр комбинационного рассеяния света в геометрии обратного рассеяния. Измерения проводят в диапазоне частот колебаний связей между атомами тестируемого твердотельного материала и связей между атомами тестируемого твердотельного материала и водорода. Когерентное излучение направляют на полупрозрачное зеркало, расположенное между образцом и спектрометром под углом, с возможностью подачи излучения от зеркала на образец в направлении нормали к поверхности тестируемого материала, а отраженного образцом излучения - на спектрометр. Падающее излучение линейно поляризовано. Поляризация рассеянного света совпадает с поляризаций падающего излучения. Используют излучение лазера видимого диапазона от 400 до 800 нм в непрерывном режиме, с мощностью, обеспечивающей отношение сигнал к шуму в спектрах комбинационного рассеяния света от 10 и более. При выборе образца с тестируемым материалом подложки из стекла или кремния с выполненным слоем диоксида кремния и нанесенным на нее слоем аморфного кремния с содержанием атомного водорода от 5 до 50%, толщиной от 30 до 1000 нм регистрируют спектр в диапазоне от 200 до 550 см-1 и от 1900 до 2200 см-1, соответственно, частот колебаний связей Si-Si и связей Si-H. За счет использования геометрии обратного рассеяния снимается ограничение в отношении ассортимента подложек и толщин слоев при получении данных для контроля водорода в твердотельном материале по концентрации и его состоянию как в отношении слоев или приборных структур, формирование которых закончено, так и непосредственно в процессе формирования. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности к процессам обработки поверхности подложек для выявления дефектов линий скольжения. Изобретение позволяет получить однородную и ненарушенную поверхность подложек, снизить температуру и длительность процесса. Выявление линий скольжения проводится погружением подложек в травитель, состоящий из следующих компонентов: фтористоводородной кислоты, азотной кислоты и уксусной кислоты в объемных частях 3:6:3 при комнатной температуре, время травления - 90 секунд. В качестве оборудования используется металлографический микроскоп с увеличением от 40 до 200 крат. Количество дефектов линий скольжения составляет 25±5 шт./мм.

Изобретение относится к области микроэлектроники. Технический результат направлен на повышение достоверности определения типа и количества загрязняющих примесей на поверхности полупроводниковых пластин после плазмохимического травления и определения оптимального значения длительности времени травления. В способе определения длительности времени плазмохимического травления поверхности полупроводниковых пластин для удаления пленок с немаскированных поверхностей и получения чистой поверхности осуществляется травление нескольких пластин в течение разных длительностей времени, определяются количества остаточных и загрязняющих примесей на поверхностях пластин и определяется длительность времени травления по времени травления пластины с минимальным количеством загрязняющих примесей на поверхности, при этом определение количества остаточных и загрязняющих примесей на поверхностях пластин производится зондированием поверхностей ионными пучками гелия и неона с энергиями 1-5 кэВ, плотностью тока пучка менее 100 мкА/см2 и регистрацией энергетического спектра отраженных ионов под углом рассеяния более 90° и по энергиям и величинам максимумов в спектре определяется соответственно тип и количество загрязняющих примесей. 1 ил.

Изобретение относится к нанотехнологии и может применяться при изготовлении планарных двухэлектродных резистивных элементов запоминающих устройств. Способ получения резистивного элемента памяти включает в себя создание проводящих электродов на непроводящей подложке, напыление в зазор между электродами металлической пленки и последующий термический отжиг пленки. Во время напыления и термического отжига пленки контролируется ее сопротивление, причем напыление останавливают при уменьшении сопротивления до сотен кОм, а отжиг прекращают при резком увеличении сопротивления более чем в 106 раз. Способ обеспечивает четкий контроль готовности изделия во время его изготовления без контроля фактора покрытия, а также позволяет упростить процесс изготовления и увеличить производительность. 4 ил.
Изобретение относится к полупроводниковой технике, а именно к способам отбраковки мощных светодиодов на основе InGaN/GaN, излучающих в видимом диапазоне длин волн. Способ отбраковки мощных светодиодов на основе InGaN/GaN включает проведение измерений при комнатной температуре в любой последовательности падений напряжения в прямом и обратном направлениях и плотностей тока на светодиодах, отбраковку по определенным критериям, последующее проведение старения светодиодов при определенных условиях, повторное проведение упомянутых измерений при первоначальных условиях, кроме одного, с окончательной отбраковкой ненадежных светодиодов. Изобретение обеспечивает повышение точности отбраковки и расширение области применения светодиодов за счет обеспечения отбраковки ненадежных светодиодов со сроком службы меньше 50000 часов любых производителей без долговременных испытаний.

Изобретение относится к способу выявления наличия дефектов в светодиодной структуре. Способ контроля качества светодиодной структуры заключается в регистрации излучения светодиодной структуры, обработке излучения для получения характеристик светодиодной структуры, на основе которых судят о качестве светодиодной структуры, при этом для каждой светодиодной структуры из партии изделий регистрируют спектр электролюминесценции, проводят построение зарегистрированного спектра в полулогарифмическом масштабе, разделяют коротковолновую область полученного спектра на участки, которые аппроксимируют определенной зависимостью, и выбирают аппроксимированные участки с максимальным и минимальным наклоном, определяют максимальную и минимальную температуры светодиодной структуры на выбранных участках, вычисляют среднее значение разницы температур, проводят сравнение значения разницы температур для каждой светодиодной структуры со средним, если значение разницы температур больше среднего, делают вывод о низком качестве структуры. Способ позволяет снизить его стоимость, использовать менее громоздкое и дорогое оборудование и определять качество корпусированных светодиодов, в том числе входящих в состав изделий на их основе. 4 ил., 2 табл.

Наверх