Способ определения формы полупроводникового кристалла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 230980 (21) 2983427/25-28 f51) М. КП з

Союз Советскик

Социалистических

Республик

G 01 В 7/18 с присоединением заявки Hо1осударствениый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 620. 323. . 11 (088. 8)

Опубликовано 2310.82. Бюллетень Мо 39

Дата опубликования описания 23- 10 ° 82 (72) Авторы изобретения

A.Ï. Медвидь, A.Î. Миезитис, A.A. Берзинь и М.Г. Арман

ЖИМ) Н Зд.". У

11АТЕНТН< 1 1 УНИИ Ы КАЯ

БЫСТРИН iVii(A

Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54).СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОРМЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО

КРИСТАЛЛА,ф!зобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при производстве полупроводниковых кристаллов.

Известен способ определения формы кристалла, заключающийся в том,.что на исследуемый образец воздействуют ультразвуковыми колебаниями под разными углами и затем по спектру отраженных сигналов оценивают форму инородного тела в. однородной. среде (1).

Недостатком известного способа является то, что при близких значе- . .ниях плотностей вкюпочений и однород ной среды отраженный сигнал будет слабо различим на уровне помех, -что приводит к неточностям определения формы кристаллов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения формы полупроводникового кристалла путем воздействия на него переменным магнитным полем, возбуждают в полупроводниковом материале вихревые токи и анализируют полученный сигнал (2).

Однако известньЖ способом невозможно точно определить форму монокристалла; так как вихревые токи наводятся как в монокристаллической, так и в поликристаллической среде и измеряется их среднее значение.

Целью изобретения является о11 ределение формы монокристаллического кристалла, находящегося в поликристаллической среде.

Поставленная цель достигается

10 .тем, что согласно способу определения формы полупроводникового крист талла путем воздействия на него магнитным полем с последующим анализом .полученного сигнала, для воздей- ствия на образец используют постоянное магнитное поле, дополнительно образец размещают в электростатическом поле, направление которого пЕр пендикулярно к направлению вектора, 20 напряженности магии ного поля, поворачивают кристалл вокруг оси, парал— лельиой направлению вектора напряженности электростатического поля на 3604, получают-зависимость силы тока от угла поворота кристалла и по ней определяют форму кристалла.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для реализации дан,— ного способа на фиг.2 — реализация способа определения формы полупроводникового кристалла по диаграмме

968595 диаграммы силы тока от угла поворота кристалла в случае отсутствия постоянного магнитного поля.

При реализации предлагаемого способа лииейные размеры кристалла

5 можно определить следующими способами.

Зная удельное сопротивление ис-, следуемого образца и длину 4 монокристалла, можно определить площадь сечения образца, зная форму монокристалла, можно определить и длину всех .граней кристалла.

Из годограмм образцов можно определить размеры кристалла, форма которого не имеет центра инверсии;

Там, где получается на годографе мйнимумы и максимумы, размер кристалла приблизительно равен диффузионной длине.

Проще и точнее размеры определить первым способом.

Способ позволяет определить фор.му монокристалла в поликристаллической среде. силы тока 3 от угла поворота для кристалла, имеющего форму прямоугольной призмы; на фиг. 3 — то же, для кристалла, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда.

Устройство для реализации предлагаемого способа состоит из источника 1 электрического напряжения, напряжение от которого прдается на полупроводниковый кристалл ?„ снабженный двумя омическими контактами 3 и 4. Кристалл помещен между полюсами 5 и 6 постоянного магнита.

Сигнал от полупроводникового крис- талла 2 поступает на блок 7 регистрации, которым может служить, например, осциллограф. Второй выход блока 7 регистрации соединен с выходом источника 1 электрического напряжения.

Способ. реализуется следующим образом.

Источник 1 электрического напряжения возбуждает в полупроводниковом кристалле электрический ток с

nQMoL Io омических контактов 3 и 4 диаметр которых меньше размеров мо-. нокристаллов.

Одновременно образец помещают между полюсами 5 и 6 постоянного магнита. Затем образец 2 приводят во вращение вокруг оси, параллельной напряженности магнитного поля. Напряжение на кристалле регистрируют блоком 7 регистрации.

При магнитоконцентрационном эф- . фекте в слабых магнитных полях эффект максимален, когда толщина исследуемого монокристаллического кристалла 4 с собственной проводимостью равна биполярной, диффузионной длине L данного вещества. В этом случае сопротивление образца во внешнем магнитном поле минимально. С возрастанием или уменьшением толщи.ны кристалла сопротивление возрастает. Поскольку поликристаллическая . среда дает небольшой вклад в диаграмму силы тока от угла поворота, то данная диаграмма дает нам представление о форме монокристалличес-, кого кристалла, находящегося в поликристаллической среде.

Реализация способадля конкретных кристаллов приведена на фиг.2 и 3.

На них представлены в полярных координатах диаграммы силы тока от угла поворота. Прямые линии, соединяющие соседние максимумы на диаграмме дают сечение кристалла. Окружме, ности на фиг.2 и 3 представляют

Формула изобретения

Способ определения формы полупроводникового кристалла путем воздействия на него магнитным полем с последующим анализом полученного сигнала, о т л .и ч а ю шийся тем, .что, с целью определения формы монокристаллического кристалла, находя35 щегося в поликристаллической сре- де, для воздействия на .образец используют постоянное магнитное поле, дополнительно образец размещают в электростатическом поле, направление которого перпендикулярно к направлению вектора напряженности магнитного поля, поворачивают кристалл вокруг оси, параллельной направлению вектора напряженности электростати45 ческого поля на 360, получают зависимость силы тока от угла поворота кристалла и по ней определяют форму кристалла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

50 1. методы неразру,щих испыта

Il u ний. Под ред. Р.,Шарпа. M. Mup

1972, с. 82-83.

2. Ягудин Г.Х., Шибаев А,А, Пономаренко О.Н..Бесконтактные ме годы нераэрушающего контроля электрофизических параметров полулроводниковых структур. ПНИИ "Электроника", M., 1973 (прототип).

968595 а)

Фиа1

Составитель 10. Глазков

Редактор H. Лазаренко Техред Ж.Кастелевич Корректор С Шекмар

Заказ 8141/66 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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