Датчик для измерения параметров полупроводниковых материалов
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и обеспечивает неразрушающий контроль образцов произвольной формы. Датчик содержит магнитную систему и приемный и передающий тракты, выполненные в виде диэл. подложки 1, на одной стороне которой нанесено заземляющее основание 2, а на другой - два взаимно перпендикулярных полосковых проводника (ПП) 3, 4, выполненные с зазором 5 в области их пересечения. Магнитная система состоит из источника 6 питания и электромагнита , на полюсе 7 которого размещено заземляющее основание 2. Исследуемый полупроводниковый материал (ИМ) 8 накладывают на ПП 3, 4. В отсутствие магн. поля электромагнитная волна распространяется только в передающем тракте и не проходит в приемный тракт. В ИМ 8 над зазором 5. протекает эл. ток плотностью, пропорциональной уд. проводимости ИМ 8, Мощность сигнала на выходе ПП 4 пропорциональна плотности этого тока. При наложении внешнего магн. поля в ИМ 8 возникает эл. поле, которое наводит в другой полосковой линии сигнал . Мощность сигнала пропорциональна наведенной ЭДС Холла. По формулам определяются коэф. Холла, дрейфовая подвижность и концентрация носителей. 1 ил. о 9 (/) 00 tsD tsD СП
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (19) (11) (51) 4 G 01 N 22/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
I л е к
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3930319/24-09 (22) 18.07.85 (46) 23.08.87. Бюл. ¹ 31 (72) В.В.Сидорин и Ю.В.Сидорин (53) 621.317.39(088.8) (54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и обеспечивает неразрушающий контроль образцов произвольной формы. Датчик содержит магнитную систему и приемный и передающий тракты, выполненные в виде диэл. подложки 1, на одной стороне которой нанесено заземляющее основание 2, а на другой — два взаимно перпендикулярных полосковых проводника (ПП) 3, 4, выполненные с зазором 5 в области их пересечения. Магнитная система состоит из источника 6 питания и электромагнита, на полюсе 7 которого рВ мещено заземляющее основание 2. Исследуемый полупроводниковый материал (ИМ) 8 накладывают на ПП 3, 4. В отсутствие маги. поля электромагнитная волна распространяется только в передающем тракте и не проходит в приемный тракт. В ИМ 8 над зазором 5. протекает эл. ток плотностью, пропорциональной уд. проводимости ИМ 8.
Мощность сигнала на выходе ПП 4 пропорциональна плотности этого тока.
При наложении внешнего маги. поля в
ИМ 8 возникает эл. поле, которое наводит в другой полосковой линии сигнал. Мощность сигнала пропорциональна с наведенной ЭДС Холла. По формулам on9 ределяются коэф. Холла, дрейфовая подвижность и концентрация носителей.
1 ил.
133
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для определения электрофизических параметров пластин и эпитаксиальных структур полупроводниковых материалов.
Цель изобретения — обеспечение неразрушающего контроля материалов произвольной формы.
На чертеже приведена конструкция датчика для измерения параметров полупроводниковых материалов.
Датчик для измерения параметров .полупроводниковых материалов содержит приемный и передающий тракты, выполненные в виде диэлектрической подложки 1, на одной стороне которой нанесено заземляющее основание 2, а на другой †. два взаимно перпендикулярных полосковых проводника 3 и 4, выполненные с зазором 5 в области их пересечения, магнитную систему, состоящую из источника 6 питания и электромагнита, на одном из полюсов 7 которого размещено заземляющее основание 2.
Датчик для измерения параметров полупроводниковых материалов работает следующим образом.
На поверхность полосковых проводников 3 и 4, образующих две полосковые линии, перекрывая область их пересечения, накладывают исследуемый полупроводниковый материал 8. В отсутствии магнитного поля В электро2 магнитная волна от генератора распространяется только в передающем тракте и не проходит в приемный. В области исследуемого материала 8 над зазором
5 в полосковом проводнике 3 протекает
Электрический ток с частотой возбуж-! дающей электромагнитной волны и плотностью, пропорциональной напряженности электрического поля Е, и удельной проводимости 6 исследуемого материала 8 j÷„ b Eç., Если напряженность возбуждающего электрического поля Е > пропорциональна мощности P „, сигнала на входе полоскового проводника 4 Р „ сл E „ то
5»1 1 мощность сигнала на его выходе Р „„ оказывается пропорциональной плотности тока в исследуемом материале 8 над зазором в проводнике 4.
При наложении внешнего магнитного поля с индукцией В, перпендикулярного исследуемому материалу 8. и вектору наведенного тока 1, в плоскости исследуемого материала 8 возникает электрическое поле Е, изменяющееся с частотой возбуждающего тока, вектор напряженности которого направлен па10 раллельно ocH X E хг = R„(Bг
„н где R = — — коэффициент Холла опК t ределяемый свойствами материала 8;
p " "— холловская подвижность носителей
15 заряда.
Электрическое поле E наводит в другой полосковой линии сигнал, мощность которого пропорциональна наве20 денной ЭДС Холла Еx2 ьык г Е хг °
Коэффициент Холла определяется иэ следующего выражения:
Холловская подвижность носителей заряда = Ь Р . Дрейфовая подвижность
К
К вычисляется с помощью выражения
30 рй = --. Концентрацию носителей заряА да и вычисляют из соотношения и
А
eR где А — Холл-фактор в слабых
Э
К магнитных полях составляющий величину
1,93, а в сильных — равен 1.
Формула и з обретения
40 Датчик для измерения параметров полупроводниковых материалов, содержащий приемный и передающий тракты и магнитную систему, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью обеспе45 чения неразрушающего контроля материалов произвольной формы, приемный и передающий тракты выполнены в виде диэлектрической подложки, на одной стороне которой нанесено заземляющее основание, а на другой — два взаимно перпендикулярных полосковых проводника, выполненных с зазором в области их пересечения, при этом заземляющее основание размещено на одном из полюсов магнитной системы.
BHHHIIH Заказ 3825/39 Тираж 77б Подпис ное
Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
