Устройство для бесконтактного определения параметров полупроводников и полуметаллов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ii) 425140

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) 3 аявлено 30,06.72 (21) 1803681f26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.04.74. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 25 09 74 (51) М. Кл. G 01г 31/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР

flo делам изаоретений и открытий (53) УДК 621.382(088.8) (72) Авторы изобретения

1О. К. Пожела и

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики полупроводников АН Литовской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ПОЛУМЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к технике измерения параметров полупроводников и полуметаллов и может быть использовано на предприятиях, изготавливающих такие материалы или приборы на базе этих материалов, а также при исследовании кинетических явлений в полупроводниках и полуметаллах.

Известны устройства для бесконтактного измерения параметров полупроводников и полуметаллов, например концентрации носителей заряда, содержащие генератор высокочастотных электрических сигналов, детектор, регистрирующее устройство и операционный блок, включающий в себя электромагнит, между полюсами которого установлены скрещенные катушки индуктивности, охватывающие пространство для помещения исследуемого образца, Однако они не могут быть использованы для измерения параметра анизотропии подвижности носителей заряда, так как параметр анизотропии может быть найден лишь косвенным путем.

Цель изобретения — повысить точность и надежность устройства и расширить его функциональные возможности.

Это достигается тем, что между полюсами электромагнита установлен кронштейн из электроизолирующего материала, на котором укреплена рамка индикационной катушки, снабженная опорными элементами, на которые с внешней стороны установлена поворотная возбуждающая катушка, с внутренней стороны установлен поворотный контеинер с исследуемым образцом; возбуждающая катушка содерокит механизм управления перпсндикулярностью катушек, например винтовой регулятор, контейнер кинематически связан со шкальным устройством.

10 На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства для бесконтактного определения параметров полупроводников и полуметаллов; на фиг. 2 — операционный блок предлагаемого устройства.

15 Предлагаемое устройство состоит из генератора 1 высокочастотных электрических сигналов, операционного блока 2, детектирующего блока 3 и регистрирующего устройства 4.

В операционный блок входят полюса электромагнита 5, кронштейн 6, рамка 7 индикационной катушки, шпильки 8, возбуждающая катушка 9, контейнер 10, уплотнительное кольцо 11 из изоляционного материала, исследуемый образец 12, бронзовая пружина

13, винт 14, шарнирная втулка 15, фиксирующие шайбы 16, ось 17 с ручкой, держатель

18 кронштейна, тросик 19, пружина 20 натяжения троса, тросовый ролик 21, ось 22 с ручкой, фиксирующая шайба 23, шкала 24 с де30 лениями, стрелка 25 шкального прибора, кон425140

Руу Рхх

Рху (2) 10

20 (4) (Фмин макс) а= !

1 + (Фмин/Фмакс) тактная колодка 2б, штеккерная часть 27, контактный разъем 28, коаксиальные кабели

29 и 30.

При работе с устройством включается электромагнит, между полюсами которого возбуждается постоянное магнитное поле В. От генератора 1 электрический сигнал высокой частоты через коаксиальные кабели подается в катушку возбуждения 9. Возникающее внутри катушки 9 переменное магнитное поле В в присутствии постоянного магнитного поля В возбуждает в образце магниточлазменные волны круговой поляризации ,волновой вектор К//В). Магнитные составляющие магнитоплазменных волн возбуждают в индикационной катушке 7 э.д.с. высокой частоты, которая подается через коаксиальные кабели 30 в детектирующий блок 3.

Относительная величина э.д.с. фиксируется регистрирующим устройством 4. Перпендикулярность катушек 7 и 9 регулируется вращением ручки 17. При этом возбуждающая катушка 9 вращается на шпильках 8. Регулировка перпендикулярности сводится к установлению минимального сигнала, передаваемого от катушки 9 в катушку 7 в отсутствие магнитного поля В.

Э.д.с., регистрируемая в присутствии В, пропорциональна потоку высокочастотной магнитной индукции Ф магнитоплазменных

-0 волн в направлении, перпендикулярном В и

b . При определенной кристаллографической ориентации плоскостей исследуемого образца, например, для n=Ge и n= — Si это плоскости (110), поток Ф является функцией угла между направлением b и кристаллографических направлений в плоскости образца. Это означает, что, поворачивая контейнер с образцом внутри скрещенных катушек, меняем поток Ф, т. е. получаем минимальное значение потока Ф„ „ и максимальное значение потока Ф„„„„соотношение которых дает параметр анизотропии К, определяемый»о максимальному значению величины

50 полученному измерением ее зависимости от напряженности постоянного магнитного поля В, так как для полупроводников и полуметаллов где р... р,, и р„- — компоненты тензора сопротивления о в осях координат, совпадающих с основными кристаллографическими направлениями.

Для определенных кристаллографических ориентаций -образца а (максимальное значение а в зависимости от В) является функцией лишь параметра анизотропии К, например, для образца n=Ge с плоскостями (110)

2 (3

12 ((2К + 1) (К + 2) j""2 а для образца n=Si с плоскостями (110)

1) У 1!2 а

4 (6 (К+ 1) (К+ 2))

Предмет изобретения

1. Устройство для бесконтактного определения параметров полупроводников и полуметаллов, например, концентрации носителей заряда, содержащее генератор высокочастотных электрических сигналов, детектор, регистрирующее устройство и операционный блок, включающий в себя электромагнит, между полюсами которого установлены скрещенные катушки индуктивности, охватывающие пространство для помещения исследуемого образца, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности и расширения функциональных возможностей, между полюсами электромагнита установлен кронштейн из электроизолирующего материала, на котором укреплена рамка индикационной катушки, снабженная опорными элементами, на которые с внешней стороны установлена поворотная возбуждающая катушка, с внутренней стороны установлен поворотный контейнер с исследуемым образцом.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что возбуждающая катушка содержит механизм управления перпендикулярностью катушек, например винтовой регулятор, контейнер кинематически связан со шкальным устройством.

425140

Составитель Ю. Громов

Техред Е. Борисова

Корректор T. Хворова

Редактор О. Стенина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2662/8 Изд. № 746 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5