Устройство для измерения поверхностной фотоэдс полупроводников
Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для неразрушающего контроля полупроводниковых материалов. Цель - повышение точности измерений величины и определение знака поверхностной фото-ЭДС полупроводников. Устройство содержит импульсный источник 1 света, конденсаторную ячейку 2 с полупрозрачным электродом, импульсный усилитель 3, индикатор 4, генератор 5 синхронизации, генератор 6 тестовых импульсов, первый управляемый коммутатор 7 с переменной знака выходного напряжения, второй управляемый коммутатор 8 с переменной знака выходного напряжения, схему 9 сравнения, блок 10 опорного сигнала, компаратор 11, резистор 12, первый управляемый электронный ключ 13, второй управляемый электронный люч 14 и третий управляемый электронный ключ 15. Импульсный усилитель выполнен управляемым и его управляющий вход подключен к выходу схемы сравнения, а выход дополнительно подключен к входу компаратора, подключенного выходом к управляющим входам первого и второго коммутаторов. Входы второго и третьего управляемых электронных ключей соединены полупрозрачным электродом конденсаторной ячейки. Выход третьего управляемого электронного ключа соединен с входом импульсного усилителя. Генератор синхронизации подключен первым выходом к входу синхронизации генератора тестовых импульсов, вторым входом - к управляющим входам всех электронных ключей и третьим выходом - к входу синхронизации импульсного источника света. 1 ил.
Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использован для неразрушающего контроля полупроводниковых материалов. Целью изобретения является повышение точности измерения величины и определения знака поверхностной фото-ЭДС полупроводников. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит импульсный источник 1 света/ конденсаторную ячейку 2 с полупрозрачным электродом/ импульсный усилитель 3/ индикатор 4/ генератор 5 синхронизации/ генератор 6 тестовых импульсов/ первый управляемый коммутатор 7 с переменой знака выходного напряжения/ второй управляемый коммутатор 8 с переменой знака выходного напряжения/ схему 9 сравнения/ блок 10 опорного сигнала/ компаратор 11/ резистор 12/ первый управляемый электронный ключ 13/ второй управляемый электронный ключ 14 и третий управляемый электронный ключ 15. Устройство работает следующим образом. Передним фронтом импульса положительной полярности с третьего выхода генератора 5 синхронизации запускается импульсный источник 1 света/ и на полупрозрачном электроде конденсаторной ячейки 2 формируется относительно нулевого потенциала основания ячейки импульс фото-ЭДС/ например/ положительной полярности. Через нормально замкнутый ключ 15/ когда ключи 13 и 14 разомкнуты/ сигнал фото-ЭДС поступает на вход импульсного усилителя 3/ коэффициент усиления которого установлен блоком 10 опорного сигнала/ например/ по фото-ЭДС образца с известным изгибом зон. В момент времени t1 с выхода усилителя 3 сигнал поступает на компаратор 11 и переводит его в состояние с отрицательным напряжением на выходе/ которое подается на управляющие входы первого и второго коммутаторов 7 и 8/ при этом коммутаторы 7 и 8 переходят в неинвертирующий режим работы. Если импульс фото-ЭДС отрицательной полярности/ то состояние компаратора 11 остается неизменным/ т.е. Uкрвых>0, а коммутаторы 7 и 8 инвртируют тестовый импульс положительной полярности. Таким образом/ достигается соответствие полярности тестового импульса на полупрозрачном электроде конденсаторной ячейки 2 знаку поверхностной ЭДС. В момент времени t2/ соответствующий заднему фронту импульса с третьего выхода генератора 5 синхронизации/ когда на полупрозрачном электроде конденсаторной ячейки 2 окончились переходные процессы от импульса фото-ЭДС/ на управляющие входы ключей 13/ 14/ 15 с третьего выхода генератора 5 синхронизации поступает импульс положительной полярности длительностью t3-t2;ключи 13 и 14 замыкаются/ а ключ 15 - размыкается. Через интервал времени задержки Tзад(относительно импульса синхронизации с генератора 5 синхронизации в момент t2) генератор 6 тестовых импульсов вырабатывает сигнал положительной полярности/ который через первый коммутатор 7 в неинвертирующем режиме/ ключ 13/ резистор 12/ интегрирующую емкость зазора "полупрозрачный электрод-полупроводник" конденсаторной ячейки 2/ ключ 14 и неинвертирующий в данной ситуации второй коммутатор 8 поступает на вход схемы 9 сравнения. После прохождения тестовым сигналом указанного интегрирующего звена его амплитуда становится зависимой от величины емкостного зазора. Схема 9 сравнения запоминает эту амплитуду/ хранит ее до прихода следующего тестового импульса и вырабатывает на это время сигнал ошибки/ равный разнице уровней опорного и сохраняемого тестового сигналов. Сигнал ошибки на управляющем входе усилителя 3 изменяет его коэффициент передачи в соответствии с разницей между величинами зазоров неизвестной при измерениях в данный момент и той/ которая имела место при начальной установке коэффициента передачи усилителя 3 для образца с известным изгибом зон. Поэтому последующие импульсы фото-ЭДС на выходе усилителя 3 и входе индикатора 4 имеют амплитуду/ скорректированную коэффициентом передачи в соответствии с величиной емкостного зазора конденсаторной ячейки 2/ и не содержит погрешности/ обусловленной изменениями этого зазора. Смена исследуемого участка поверхности полупроводника приводит к повторению описанной процедуры работы устройства. Тем самым достигается увеличение точности измерения величины и определения знака поверхностной фото-ЭДС/ а также их распределений по площади полупроводниковых образцов по сравнению с предлагаемым устройством. Кроме того/ предлагаемое устройство позволяет бесконтактно измерять удельное сопротивление 
полупроводника и тип его проводимости.
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ФОТОЭДС ПОЛУПРОВОДНИКОВ, содержащее импульсный источник света, конденсаторную ячейку с полупрозрачным электродом, импульсный усилитель, соединенный с индикатором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения величины и определения знака поверхностной фотоЭДС, в него дополнительно введены последовательно соединенные генератор тестовых импульсов, первый управляемый коммутатор с переменой знака выходного напряжения, первый управляемый электронный ключ, резистор, второй управляемый электронный ключ, второй управляемый коммутатор с переменой знака выходного напряжения и схема сравнения с блоком опорного сигнала; компаратор, генератор синхронизации с тремя выходами и третий управляемый электронный ключ, причем импульсный усилитель выполнен управляемым и его управляющий вход подключен к выходу схемы сравнения, а выход дополнительно подключен к входу компаратора, подключенного выходом к управляющим входам первого и второго коммутаторов, входы второго и третьего управляемых электронных ключей соединены полупрозрачным электродом конденсаторной ячейки, а выход третьего управляемого электронного ключа соединен с входом импульсного усилителя, генератор синхронизации подключен первым выходом к входу синхронизации генератора тестовых импульсов, вторым входом - к управляющим входам всех электронных ключей и третьим выходом - к входу синхронизации импульсного источника света.РИСУНКИ
Рисунок 1
