Измерительный ртутный зонд

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

» )860360 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 04.04.79 (21) 2748810/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5l)NL. Кл.

Н 05 К 1/11

G 01 В 1/06

Н 01 1 21/66

Р»пудпрсжннь»й комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 3008.81. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30.08.81 (53 ) УД К, 621 315..684 (088.8) t

В. E Золотухин, Е. А. Криворотов, И. Е. Марончук и Ю. Е. Марончук

{72) Авторы изобретения

::/

«/

Ордена Трудового Красного Знамеш» завод чистых им. 50-летия СССР, Институт физики полупроводш отделения АН СССР и Новосибирский государственн (7I) Заявител» (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ РТУТНЫЙ ЗОНД

Изобретение относится к измерительной текнике и может быть использовано в измерительных устройствах для исследования и контроля распределения электрофизическнх параметров иа плоской поверхности структур на основе полупроводников и диэлектриков.

Известны зонды для измерения параметров полупроводниковых и диэлектрических материалов, которые состоят из диэлектрического, не смачиваемого ртутью, рабочего объема с капич10 ляром, заполненным ртутью, контактного металлического вывода, введенного в рабочий объем. Рабочий объем уплотняется резиновой мембраной, при надавливании на которую ртуть выдавливается из капилляра и осуществляет

»5 контакт с объектом измерения (1).

Использование данного зонда затруднено для непрерывного сканирования исследуемой поверхности.

Известен измерительный зонд, позволяющий

20 осуществлять измерении электрофизнческнх параметров структур при сканировании по их поверхности, содержащий заполненный ртутью капилляр, выполненный из диэлектрического материала, и металлическую заглушку, плотно вставленную в капилляр конусообразно заостренным выступом. При опускании зонда ртуть вдавливается выступом в капилляр (21, Однако, вследствие несмачивания ртутью капилляра и конусной заглушки, возникает упругое препятствие перемещению ртути, ее мениск на поверхности контакта, Недостатком известных конструкций измерительного ртутного зонда является плохая воспроизводнмость площади контакта ртути с пдлупроводниковым кристаллом при многократной установке зонда; сбрасывание капель ртути прн встряхивании, ударе или резком передвижении зонда. Это связано с тем, что капилляр выполняется из диэлектрического материала, несмачиваемого ртутью, при этом капиллирные силы не способствуют удержанию ртуп» в капилляре. Сбрасывание капель ртути приводит к плохой воспроизводимости площади контакта, необходимости частой перезарядки зондового устройства ртутью, т. е. нйзкой надежности работы зонда.

860360

Цель изобретения — повышение надежности работы.

Поставленная цель достигается тем, что измерительный ртутный зонд, состоящий из контактного устройства с капилляром, заполненным ртутью, и механизмом для перемещения ртути, снабжен металлическим стержнем, расположенным внутри капилляра, диаметр которого меньше половины диаметра капилляра.

Наличие металлического стержня в капилляре улучшает воспроизводимость площади ртутного контакта с объектом измерения при многократной установке зонда.

Диаметр металлического стержня не должен быть больше половины диаметра капилляра, в противном случае изменяетсй форма и площадь ртутного контакта, снижается воспроизводимость электрических параметров при многократном опускании или перемещении зонда.

На чертеже изображен измерительный ртутный зонд.

Зонд состоит из контактного устройства с наконечником 1, выполненным из диэлектрического материала, в котором капилляр 2 и рабочий объем 3 заполнены ртутью. Рабочий объем ограничен резиновой прокладкой 4, которая прижата к наконечнику 1 основанием зонда 5 и прижимной гайкой,6. Для выдавливания ртути и осуществления контакта с измеряемым объектом служит шток 7. В рабочий объем 3 введен металлический электрод 8, служащий для осуществления электрического контакта с измерительной схемой. Внутри капилляра 2 расположен металлйческий стержень 9, выполненный из материала, смачиваемого ртутью, диаметр которого составляет менее половины диаметра капилляра.

ВНИИПИ Заказ 7576/32

Тираж 889 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Зонд работает следующим образом.

При опускании зонда шток 7 передает давление на резиновую прокладку 4 и приводит к выдавливанию ртути иэ капилляра 2, Метал5 лический стержень 9, смачиваемый ртутью, удерживает ртуть в капилляре за счет положительного угла смачивания на границе ртуть— металл, предотвращает сбрасывание капель ртути, создает возможности дпя высокой воспроизводимости площади контактов при многократной установке ртутного зонда.

Предлагаемые измерительные ртутные зонды с металлическим стержнем в капилляре обладают высокой надежностью и могут применяться в устройствах для экспрессного контроля внеш-. него квантового выхода электролюминесцентньи р — n структур, а также в устройствах для измерения профиля концентрации примесей в зпитаксиальных структурах.

Формула изобретения

Измерительный ртутный зонд, состоящий из контактного устройства с капилляром, заполненным ртутью, и механизмом для перемещения ртути, отличающийся тем,что,с целью повышения надежности работы, ои снабжен металлическим стержнем, расположенным

30 внутри капилляра, диаметр которого меньше половины диаметра капилляра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. J. Phys. St.$o 19, 1970, М 2, с. 225.

2. Авторское свидетельство СССР N 617726, кл. G 01 R 1/06, 1976 (прототип).