Устройство для контроля неоднородности полупроводников

 

.,;ВСК .гтет "

ИЛТ КАФ бееби вотен в; -.ъ.

ОЛ ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соииаиистииесиих

Республик (11) 468198 (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 25. 07. 73. (21) 1948443/26-25 (51) М. Кл.

Q 01 1 31/26

Q 01 т1 21/40 с присоединением заявки ) :

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретвний и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 25 04 75 Бюллетень Ке

Дата опубликования описания 30.05.75 (53) УДК 621 382 53 .08. 53 1. 7 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

К. И. Крылов, А. С. Алиев, А. С. Митрофанов и С. А. Ашурбеков

Ленинградский институт точной механики и оптики (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕОДНОРОДНОСТИ

ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Изобретение относится к исследованиям электрофизических свойств полупроводников.

Известно устройство для исследования неоднородности материалов, содержащее лазер, телескопическую систему, нелинейный 5 фильтр, поляризатор, импульсный электромагнит, анализатор, фильтр с переменным по сечению поглощением и регистрирующий блок, с помощью которого можно контролировать только неоднородность полупроводни- !О ковой пластины по поглощению.

В предлагаемом устройстве, с целью одновременного определения нескольких параметров, регистрирующий блок выполнен в ви-15 де цветного телевизионного приемника и трех передающих телевизионных камер (ПТК), две из которых установлены перед полупрозрачными пластинами, расположенными под углом в сечении зондирующего луча, а тре»- 20 тья за фильтром с переменным по сечению поглощением. Кроме того, ПТК соединены каждая с переключателем и тремя амплитудными селекторами, выходы которых через переключатель соединены с соответствую- 25 щим входом цветного телевизионного прием« ника, На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из лазера 1, телескопической системы 2, нелинейного фильтра 3, поляризатора 4, импульсного электромагнита 5, исследуемого образца 6, ПТК 7, плоскопараллельной пластины 9, ПТК 8, анализатора 10, фильтра 11 с переменным по сечению поглощением, ПТК 12, цветного телевизионного приемника 13, трех селекторов 14 нижнего, трех селекторов 16 верхнего уровней, трех селекторов 15 заданного диапазона неоднородностей и четырех трехконтактных переключателей 17, 18.

Устройство работает следующим образом.

Излучение лазера 1 (в 9К-диапазоне длин волн) с помощью телескопической системы 2 расширяется до размеров исследуемого образца 6, с помощью нелинейного фильтра 3 уравнивают интенсивность в сечении пучка и поляризованный поляризатором 4 попадает на исследуемый образец 6.

Образец устанавливается в зазоре импульсЭ ного электромагнита 5 под углом к Оптиче» ской оси так, что часть излучения отражается от него и попадает на первую ПТК 7, а остальная часть, проходя образец попадает на плоско-параллельную пластийу 9, кс» торая ответвляет часть излучения на вторую

ПТК 8, а часть пропускает,,Далее излучение проходит через анализатор, установленный в положении минимального прохождения, и фильтр 11 с переменным по сечению пог- 10 лощением и попадает на третью ПТК 12.

При наложении на образец импульсного магнитного поля с частотой 50 гц в каждой точке исследуемого полупроводника происходит поворот плоскости поляризации 15 проходящего излучения. Угол поворота плоскости поляризации пропорционален локальным концентрациям свободных носителей в зондируемом объеме. В результате на третью ПТК 12 попадает излучение, моду- р) лированное в плоскости, перпендикулярной оптической оси, по интенсивности, несущее информацию о координатном распределении свободных носителей в образце. На первую

ПТК 7 попадает излучение, несущее информацию об отражении, а на вторую ПТК 8о поглощении в исследуемом образце.

При включении трехконтактнцио включателя 18 сигналы с выходов ПТК подаются на соответствующие цветовые входы цвет- 30 наго телевизионного приемника 13. B peaym zaze на экране получатся наглядные увеличенные изображения неоднородностей исследуемого образца сразу по трем параметрам (отражению, пропусканию и посто- 35 янной Верде), совмещенные пространственно, что облегчает анализ результатов измерения. Кроме того, на выходе всех трех

ПТК установлены по три амплитудных селектора (верхнего 16 и нижнего 14 уров- 40 ней и заданного диапазона 15), которые могут быть по очереди подключены через трехконтактные переключатели 17 к входам соответствующих цветовых каналов цветного телевизионного приемника. 45

Устанавливая вместо исследуемого образца эталонные образцы с заданной степенью отражения, пропускания и постоянной Верде, амплитудные селекторы путем изменения опорного напряжения могут быть 50 калиброваны так, что при отклонениях указанных параметров в нижнюю сторону от допустимого уровня сигнал проходит через амплитудный селектор 14 нижнего уровня на вход соответствующего цветового канала (зеленый), при отклонении в

"верхнюю" сторону от допустимого диапазона сигнал проходит через амплитудный селектор 16 верхнего уровня на вход другого цветового канала (красный), а при изменениях параметров образца в пределах, допустимых с точки зрения их применения, сигнал проходит через амплитудный селектор 15 заданного диапазона — на соответствующий вход (синий) цветного телевизионного приемника. Оператор по цвету свечения экрана мгновенно может определить степень однородности образца и отбраковать.

Разрешающая способность устройства определяется разрешающей способностью ИКвидекона ПТК, что вполне достаточно для большинства применений. При необходимости, устанавливая перед ПТК увеличительные оптические системы, разрешающая способность устройства может быть увеличена до долей микрона.

Предмет изобретения

1. Устроиство для контроля неоднородности полупроводников, содержащее лазер, телескопическую систему, нелинейный фильтр, поляризатор, импульсный электромагнит, анализатор, фильтр с переменным по сечению поглощением и регистрирующий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, С целью увеличения точности определения неоднородности, регистрирующий блок выполнен в виде цветного телевизионного приемника и трех передающих телевизионных камер, две из которых устандвлены перед полупрозрачными пластинами, расположенными под углом в сечении зондирующего луча, а третья за фильтром с переменным по сечению поглощением.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что передающие телевизионные камеры соединены каждая с перекщочателем и тремя амплитудными селекторами, выходы которых через переключатель соединены с соответствующим входом цветного телевизионного приемника,