Способ измерения двупреломления в полупроводниках

. Введение в фотос. 36.во СССР по заявке М 21/23, 09.07.85. ЕНИЯ ДВУПРЕУПРОВОДНИКАХ тся к оптике и мополупроводниковой нности. Цель - поИЗМЕРПОЛ относи вано в мышле 54) СПОСОБЛОМЛЕНИЯ 57) Изобретенижет быть исполь электронной пр б СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Дюрелли А., Райли Умеханику. М.: Мир, 1970Авторское свидетельст3949817/25, кл. (з 01 вышение точности и производительности измерения двупреломления. В способе измерения двупреломления в полупроводниках пропускают излучение, модулированное по азимуту плоскости поляризации, через образец 4 и компенсатор 6 при двух ориентациях скрещенного положения поляризатора 2 и анализатора 7, угол между которыми равен 22,5. Угол поворота плоскости поляризации в компенсаторе 6 формируют равным по величине и противоположным по знаку углу поворота плоскости поляризации в ооразце 4. Величину двупреломления определяют расчетным путем на микроЭВМ по значениям углов поворота поляризации в компенсаторе. 1 ил.Изобретение относится к оптике и можетбыть использовано в полупроводниковойи электронной промышленности.Целью изобретения является повышениеточности и производительности измерениядвупреломления.На чертеже показана схема устройствадля реализации способа.Устройство содержит источник 1 электромагнитного излучения, поляризатор 2, оптическую систему 3, систему 4 сканирования 10с образцом, электромагнит-модулятор 5,электромагнит-компенсатор 6, анализатор 7,приемник 8 электромагнитного излучения, селективный усилитель 9, синхронный детектор 10, аналого-цифровой преобразователь11, согласующее устройство 12, микроЭВМ13, дисплей 14, блок 15 питания компенсатора, блок 16 автоматического управления,генератор 17.Перед началом измерений в отсутствииобразца ориентируют плоскость поляризации анализатора ортогонально плоскостиполяризации поляризатора (скрещенное положение) .Способ измерения двупреломления реализуют следующим образом.Линейно поляризованное электромагнитное излучение после линейного поляризатора 2 (дифракционная решетка, 1200 штр/мм)проходит исследуемый образец 4 и становится в общем случае эллитически поляризованным с азимутом поляризации,отличным от первоначального на угол гу. Электромагнит-модулятор 5 модулирует азимутполяризации излучения для увеличения угловой чувствительности устройства. Компенсация поворота азимута поляризации осуществляется электромагнитом-компенсатором 6 (рабочее тело 1 пЬЪ компенсированный,И=10 смпри Т=77 К).Поток электромагнитного излучения, падающего на приемник 8,7=ив 1(р+ - +2 арв 1 пВ -- соз 2 И), 40где 1. - поток излучения, выходящий изисточника;Т - пропускание системы;р - угол поворота плоскости поляризации излучения, обусловленныйдвупреломлением в исследуемомобразце;а - амплитуда качания азимута поляризации, осуществляемого электромагнитом-модулятором; 50О - частота модуляции излучения,Информативный сигнал определяетсявыражениемо Т 2 а з 1 плЛ,После усиления избирательным усилителем 9 и детектирования синхронным детектором 10 этот сигнал первой гармоники поступает в блок 16 автоматического управления током компенсатора 6. После обработки сигнала рассогласования на синхронном детекторе к нулю производится синхронный поворот поляризатора и анализатора на 22,5. Измеряется угол р в этой же точке образца.Обработка результатов измерения поворота плоскости поляризации излучения р ипроизводится на микроЭВМ 13 для определения величины двупреломления 6 и азимута анизотропии кристалла 6 из выражений:в 1 пб/2= )-21 д 2 ср+1 д 2 ср 4).фе: и,.1 ЮПоскольку большинство полупроводниковых кристаллов промышленного назначения Я, бе, баАв, 1 пЯЪ имеет кубическую симметрию, двупреломление в них обусловлено дефектами кристаллической решетки, возникающими в процессе роста или технологической обработки. При толщине образцов 1 - 10 мм величина двупреломления 6= =(и - и 2)д 2 л/Х не превышает 5 и в этом случае величины 6 и О по приведенным формулам определяются с погрешностью, не превышающей 1 Я.Для уменьшения влияния интерференции и достижения высокой локальности измерений используют оптическую систему 11.Высокая точность измерения величины двупреломления о и азимута поляризации О, равная 0,01, достигается в результате того, что модулируется азимут поляризации, а это обуславливает большую величину информативного сигнала первой гармоники. При механической модуляции, осуществляемой в прототипе, погрешность измерения 6 и О составляет 0,1.Высокая производительность измерения величины двупреломления и азимута оси анизотропии полупроводникового кристалла достигается благодаря тому, что нет необходимости производить измерение как поворота плоскости поляризации, так и эллиптичности, ориентировать азимут образца при измерении и ориентировать азимут фазо вого компенсатора.Предлагаемый способ повышает производительность измерений в 5 - 10 раз.Формула изобретенияСпособ измерения двупреломления в полупроводниках, включающий поляризацию электромагнитного излучения, пропускание его через образец и анализ прошедшего излучения, а также модуляцию азимута плоскости поляризации излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерения двупреломления, азимут плоскости поляризации излучения модулируют путем пропускания через ячейку Фарадея и компенсатор при двух ориентациях скрещенного положения поля1413490 где 6 и 6 -р итров Составитель В. РандошкинРедактор Е. Конча Техрд И Верес Корректор В, БутягаЗа к аз 3775/45 Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ризатора и анализатора, отличающихся друг от друга на угол 22,5, компенсируют угол поворота плоскости поляризации в образце, а величину двупреломления определяют с помощью соотношений31 пбДЯ ггр+1 ггр У 4,1 д 46=1 рр/1 дгр,величины двупреломления и азимут анизатропии образца;углы поворота плоскости поляризации образцом при двух положениях поляризатора, отличающихся ориентацией плоскости поляризации на 22,5.