Растровый электронный микроскоп

(51)5 Н 01 3 37/28 РЕТЕНИЯ ЕПЬСТВУ 6 азана блок-схема РЗ положения обьекта и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ Н АВТОРСКОМУ СВ(71) Белорусский гдсударственный университет им.В.И,Ленина(56) Практическая растровая электронная микроскопия/Под ред, Дж.Гоулдстейна и Х.Яковица. М; Мир, 1978.Уразгильдин И.ФЛукьянов А.Е, и Спивак Г,В. Исследование времени жизни неосновных носителей, возбужденных электронной бомбардировкой барьеров Шоттки. - 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 носитеИзобретение относится к растровой электронной микроскопии полупроводниковых объектов (на ример, кремниевых пластин, структур) и может быть использовано для визуализации и измерения распределения времени жизни неравновесных носителей заряда по поверхности этих объектов.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей растрового электронного микроскопа (РЗМ) при обеспечении нераэрушающего характера измерений,.Ж 1638745 А 1 лей заояда по поверхности этих обьектов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей растрового электронного микроскопа при обеспечении неразрушающего характера измерений. Микроскоп снабжен измерительным СВЧ- преобразователем в виде отрезка оолновода, 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-генератором, циркулятором, СВЧ-детектором и фазовым анэли- затором. Вывод преобразователя соединен с первым входом циркулятора, второй вход которого соединен с выходом СВЧ-генератора, а выход - с входом СВЧ-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,На фиг.1 пок М; нафиг.2 - схема рас СВЧ- преобразователяРЗМ включает электронно-оптическуюколонну 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, второй вход которого соединен с5 10 15 20 25 30 35 40 45 выходом СВЧ-генератора 7, первый вход - 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 - 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 - циркулятор 6 - ИП 5 - циркулятор 6 - 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 х жизни неравновесных носителей может быть .определено иэ соотношения тд О = втгде а-, частота синусоидальной модуляции.П р и м е р. В РЭМ типа ЗМ - ОЗ 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 АА 703, для детектирования - диод Д 403, циркулятор- стандартный для диапазона 3 см. Электронный пучок модулировали во времени на частоте 1 кГц(генератором ТВ), в качестве анализатора использовали фазометр Ф 2-4 или двухлучевой осциллограф С 1-74, 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 1 х 1 мм с размещением лучше 0,1 мм в диапазоне времени жизни 18 - 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 - с входом СВЧ-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.1638745 Корректор ЛЯилипенко Келеме едак За КНТ СС изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 930НИИПИ Составитель В.ГаврюТехред М.Моргентал Тираж 318 Подписное дарственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45