Растровый электронный микроскоп

Авторы патента:

H01J37/28 - со сканирующими лучами (микроанализаторы со сканирующими лучами H01J 37/256)

Изобретение относится к растровой электронной микроскопии полупроводниковых объектов и может быть использовано для визуализации и измерения распределения времени жизни неравновесных носителей заряда по поверхности этих объектов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей растрового электронного микроскопа при обеспечении неразрушающего характера измерений. Микроскоп снабжен измерительным СВЧ- преобразователем в виде отрезка волновода , ориентированным перпендикулярно электронно-оптической оси и выполненным по крайней мере с одним отверстием по ходу электронного пучка. Объект располагается над или под соответствующим отверстием . Система обработки и регистрации сигнала снабжена СВЧ-генерэтором, циркулятором, СВЧ-детектором и фазовым анализатором . Вывод преобразователя соединен с первым входом циркулятора, второй вход которого соединен с выходом СВЧ-генератора, а выход - с входом СВ Ч-детектора. Первый вход фазового анализатора соединен с выходом блока управления электронным пучком, второй вход - с выходом СВЧ-детектора, а выход - с входом блока усиления и визуализации. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 J 37/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4486287/21 (22) 26.09.88 (46) 30.03.91. Бюл. N 12 (71) Белорусский гдсударственный университет им.В.И.Ленина (72) А,А.Патрин, А,M.ßí÷eíêî и А.Е.Лукьянов (53) 621.385.833 (088,8) (56) Практическая растровая электронная микроскопия/Под ред, Дж.Гоулдстейна и

X.ßê0Bèöà. M: Мир, 1978.

Уразгильдин И.Ф„Лукьянов А.Е, и Спивак Г.В. Исследование времени жизни неосновных носителей, возбужденных электронной бомбардировкой барьеров

Шоттки. вЂ” Известия АН СССР, сер.физическая, М 12, 1982, т.46, с.2404. (54) РАСТРОВЫЙ ЗЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП (57) Изобретение относится к растровой электронной микроскопии полупроводниковых обьектов и может быть использовано для визуализации и измерения распределения времени жизни неравновесных носите4

Изобретение относится к растровой электронной микроскопии полупроводниковых объектов (например, кремниевых пластин, структур) и может быть использовано для визуализации и измерения распределения времени жизни неравновесных носителей заряда по поверхности этих объектов.

Цель изобретения вЂ” расширение функциональных воэможностей растрового электронного микроскопа (РЗМ) при обеспечении нераэрушающего характера измерений.

„„ .Ж „„1638745 А1 лей заряда по поверхности этих объектов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей растрового электронного микроскопа при обеспечении неразрушающего характера измерений.

Микроскоп снабжен измерительным СВЧпреобразователем в виде отрезка оолновода, ориентированным перпендикуляр <о электронно-оптической оси и выполненным по крайней мере с одним отверстием по ходу электронного пучка. Объект располагается над или под соответствующим отверстием. Система обработки и регистрации сигнала снабжена СВЧ-генератором, циркулятором, СВЧ-детектором и фазовым анэлизатором. Вывод преобразователя соединен с первым входом циркулятора, второй вход которого соединен с выходом СВЧ-генератора, а выход вЂ” с входом СВЧ-детектора.

Первый вход фазового анализатора соединен с выходом блока управления электронным пучком, второй вход вЂ” с выходом

СВЧ-детектора, э выход вЂ” с входом блока усиления и визуализации. 2 ил.

На фиг.1 показана блок-схема РЗМ; на фиг.2 вЂ” схема расположения обьекта и СВЧпреобразователя.

РЗМ включает электронно-оптическую колонну 1 с системой 2 формирования и сканирования электронным пучком, выводы которой соединены с блоком 3 управления электронным пучком по координатам и времени. По ходу электронного пучка размещены исследуемый обьект 4 и измерительный

СВЧ-преобразователь 5 (ИП). Система обработки и регистрации сигнала включает циркулятор 6, вторг.й вход которого соединен с

1638745

45 выходом СВЧ-генератора 7, первый входвЂ” с выводом ИП 5, а выход- с СВЧ-детектором (Д) 8. Выходы блока 3 и Д 8 соединены с соответствующими входами фазового анализатора 9, выход которого соединен с входом блока 10 усиления и визуализации сигнала.

ИП 5 выполнен (фиг.2) в виде отрезка волновода, ориентированного перпендикулярно электронно-оптической оси 11 и имеющего высокочастотный вывод 12 через стенку РЭМ. Объект 4 может устанавливаться над или под отверстиями 13, выполненными по ходу электронного пучка в стенках . волновода.

Устройство работает следующим образом.

Электронный пучок взаимодействует с объектом 4 и генерирует в его приповерхностном объеме неравно весные носители заряда, что приводит к модуляции добротности системы объект вЂ” ИП с задержкой во времени адекватно времени жизни неравновесных носителей. Это отражается в виде изменения амплитуды СВЧ-сигнала на Д 8, который проходит по тракту: СВЧ-генератор

7 вЂ” циркулятор 6 вЂ” ИП 5 вЂ” циркулятор 6 вЂ” Д 8.

Сигналы с выходов Д 8 и блока 3 управления электронным пучком поступают на входы фазового анализатора 9, который определяет сдвиг фаз О между этими сигналами либо сдвиг фронтов импульсов, либо другие временные соотношения. Время T жизни неравновесных носителей может быть .определено иэ соотношения tg О = мт„где а-, частота синусоидальной модуляции.

Пример. В РЭМ типа ISM вЂ” U3 помещался измерительный преобразователь диапазона 3 см в виде отрезка прямоугольного волновода с одним отверстием щелевидной формы (длина 5 мм, ширина 1 мм), вырезанным в месте пучности стоячей СВЧ-волны.

Для генерации СВЧ использовался диод

Ганна АА703, для детектирования вЂ” диод

Д403. циркулятор- стандартный для диапазона 3 см. Электронный пучок модулировали во времени на частоте 1 кГц(генератором

TR-0401), в качестве анализатора использовали фазометр Ф2-4 или двухлучевой осциллограф С1-74. Измерялись времена жизни на кремниевых пластинах р-типа с удельным сопротивлением 10 Ом ° см и выше.

Можно измерять времена жизни и в материалах с меньшим удельным сопротивлением в зависимости от конкретной конструкции

ИП и чувствительности детектора. ИП может быть выполнен с одним либо с двумя отверстиями различной формы, а объект может размещаться внутри или вне ИП.

В результате измерений получены данные о распределении времен жизни по площади растра 1х1 мм с размещением лучше 0,1 мм в диапазоне времени жизни

18 вЂ” 25 мкс для кремния 10 Ом см.

Формула изобретения

Растровый электронный микроскоп для анализа полупроводниковых объектов, содержащий электронно-оптическую колонну, блок управления электронным пучком по координатам и времени и систему обработки и регистрации сигнала, включающую блок усиления и визуализации, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет визуализации распределения времени жизни носителей заряда и осуществления количественного анализа при обеспечении неразрушающего характера измерений, он снабжен измерительным СВЧ-преобразователем в виде отрезка волновода по крайней мере с одним отверстием по ходу электронного пучка, а система обработки и регистрации сигнала снабжена СВЧ-генератором, циркулятором, СВЧ-детектором и фазовым анализатором, при этом вывод измерительного СВЧ-преобразователя соединен с первым входом циркулятора, второй вход которого соединен с выходом СВЧ-генератора, а выход вЂ” с входом СВЧ-детектора, первый вход фазового анализатора соединен с выходом блока управления электронным пучком, второй вход вЂ” с выходом

СВЧ-детектора, а выход вЂ” с входом блока усиления и визуализации.

Составитель В.Гаврюшин

Редактор M.Келемеш Техред M.Moðãåíòàë Корректор ЛЯилипенко

Заказ 930 Тираж 318 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Туннельный микроскоп // 1597961

Изобретение относится к туннельной микроскопии и может быть использовано для микроанализа поверхности твердых тел

Способ настройки детектора потенциального контраста для растрового электронного микроскопа // 1580455

Изобретение относится к растровой электронной микроскопии, в частности к методам оптимизации параметров детекторов потенциального контраста

Способ измерения диаметра электронного зонда в растровом электронном микроскопе // 1569912

Изобретение относится к области электронной микроскопии, в частности к способам измерения диаметра электронного зонда в растровом электронном микроскопе

Способ фоторегистрации видеосигнала с экрана электронно- лучевой трубки видеоконтрольного устройства растрового электронного микроскопа // 1569911

Изобретение относится к области электронной микроскопии и может быть использовано во всех случаях, когда производится фоторегистрация видеосигнала с экрана электронно-лучевой трубки видеоконтрольного устройства

Туннельный микроскоп // 1520609

Изобретение относится к электронной технике, в частности к микрозондовым приборам, в которых для исследования поверхности используется тунельный ток

Способ определения энергетических параметров межузельных атомов в металлах // 1405623

Способ обработки видеосигнала в растровом электронном микроскопе и устройство для его осуществления // 1285544

Изобретение относится к системам визуализации изображений микрообъектов

Растровый электронный микроскоп // 1275586

Изобретение относится к области микрозондовой техники

Зондоформирующая система растрового электронного микроскопа // 1275585

Изобретение относится к системам формирования электронного зойда в растровых электронных микроскопах

Способ визуализации на экране изображений исследуемых объектов и устройство для реализации способа // 2101800

Изобретение относится к электронным вакуумным приборам, в частности к эмиссионным микроскопам и видеоусилителям, и раскрывает способ визуализации и увеличения изображений исследуемых объектов

Сканирующий зондовый микроскоп и способ измерения свойств поверхностей этим микроскопом // 2109369

Зондирующий эмиттер для сканирующего туннельного микроскопа // 2117359

Способ формирования кантилевера сканирующего зондового микроскопа // 2121657

Многозондовый кантилевер для сканирующего зондового микроскопа // 2124251

Изобретение относится к нанотехнологическому оборудованию, а более конкретно к устройствам, обеспечивающим наблюдение, измерение и модификацию поверхности объектов в туннельном и атомно-силовом режимах

Кантилевер для сканирующего зондового микроскопа // 2124780

Изобретение относится к нанотехнологическому оборудованию, а именно к устройствам, обеспечивающим наблюдение, измерение и модификацию поверхности объектов в туннельном и атомно-силовом режимах

Сканирующий зондовый микроскоп // 2152063

Изобретение относится к нанотехнологическому оборудованию, к устройствам, обеспечивающим наблюдение, измерение и модификацию поверхности в многоигольчатом комплексном режиме работы

Сверхвысоковакуумный сканирующий зондовый микроскоп // 2152103

Изобретение относится к нанотехнологическому оборудованию, к устройствам, обеспечивающим наблюдение, измерение и модификацию поверхности объектов в туннельном и атомно-силовом режимах в условиях сверхвысокого вакуума и в широком диапазоне температур

Кантилевер для сканирующего зондового микроскопа // 2153731

Изобретение относится к нанотехнологическому оборудованию, а именно к устройствам, обеспечивающим наблюдение, изменение и модификацию поверхности объектов в туннельном и атомно-силовом режимах

Сканирующий зондовый микроскоп // 2159454

Изобретение относится к нанотехнологическому оборудованию, к устройствам, обеспечивающим наблюдение, измерение и модификацию поверхности объектов в режиме сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) или атомно-силового микроскопа (АСМ)