Способ определения времени установления равновесного состояния адсорбированного слоя молекул на поверхности полупроводниковых материалов

(9) 55 6 01 й 21/21 ЗВИОИНД 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Ьв1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Вгопаоег РЕпппет З,Р. - ТеИег, Е, Раув.Веч. В.,1930, ч,6, %10, р. 3114.Комолов С,А. Основы электронной спектроскопии полного тока. - Ученые запискиЛенингр. университета. сер. физ. наук, 1982,1 ч. 408, вып. 30, с. 3-33.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИУСТАНОВЛЕНИЯ РАВНОВЕСНОГО СОСТОЯНИЯ АДСОРБИРОВАННОГО СЛОЯМОЛЕКУЛ НА ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУПРО;ВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВг(57) Использование: физическая оптика иможет быть использовано для регистрации времени установления равновесного состояния адсорбированных молекул на поверхности полупроводниковых материалов, Сущность: для этого на поверхность исследуемого полупроводникового материала (ИПМ), помещенного в вакуум, направляют луч линейно поляризованного света (С) под углом на 1-2 меньше главного угла падения для поверхности ИПМ относительно нормали к поверхности, Затем вращают плоскость поляризации падающего С, изменяют эллиптическую поляризацию отраженного С на линейную, после чего гасят интенсивность отраженного С до момента регистрации минимального тока фотоприемника 6, проводят нарушение адсорбционного равяовесия на поверхности ИМП и по времени изменения тока фотоприемника до возврата (у) его к первоначальному значению судят о времени установления равновесного состояния адсьрбированного слоя молекул. 1 ил.оИзобретение относится к физической чением под углом на 1-2 меньше главного оптике и может быть использовано для ре- угла падения для поверхности исследуемого гйстрэции времени установления равновес- полупроводникового материала относи- ного состояния адсорбированных молекул тельно нормали к его поверхности, вращают нэ поверхности полупроводниковых мате плоскость поляризации падающего на поверхность излучения, изменяют эллиптичеИзвестен способ определения времени скую поляризацию отраженного излучения установления равновесного состояния ад- до регистрации минимального тока фотосорбировэнного слоя молекул нэ"поверхно- приемника, производят нарушение адсорбститвердь 1 х тел, основанный на измерении 10 ционного равновесия на поверхности времени установления определенной раз- полупроводникового материала и по врености давлений гаээ в заданном объеме при мени возврата тока к первоначальному знавыполйенииэдсорбционно-десорбционных чению судят о времени установленияравновесного состояния адсорбированногаНедостатком известного способа явля слоя молекул.ется необходимость использования боль- Начертежепредставленасхемэустройших площадей адсорбентэ; для чего ства,реалиэующегопредлагаемыйспособ. последний раэмалывается в порошок, Одна- Устройство содержит лазер 1, четвертько при этом появляется неопределенность волновые пластины 2 и 3, призмы Глана- в оценке как измеряемого времени уста Томпсона 4 и 5, фотоприемник 6, новления равновесного состояния адсор-. регистратор 7, образец 8, вакуумную камеру бировэнного слоя, так и количества 9 с окнами 10-12. в которой установлено эдсорбированных молекул ввиду появления устройство для юстировки образца, ртутную большого количества разнообразных пор и лампу 13.кристаллических плоскостей с различной 25 Способ определения времени установориентацией. Таким образом, данный спо- ления равновесного состояния адсорбирособ исключает возможностьопределения ванного слоя молекул на поверхности времени установления равновесного состо- полупроводниковых материалов осуществяния адсорбированного газа на какой-либо ляют следующим образом.определенной кристаллической плоскости 30 Поверхность образца полупроводникомалых размеров, вого материала предварительно оптическиНаиболее близким по технической сущ- полируют, затем помещают в вакуумную каности к предлагаемому является способ оп- меру 9 и устанавливают на юстировочную ределения выхода на равновесное площадку, Череэвходноеокно 10 камеры на состояние методом нуль-эллипсометрии, 35 образец 8 направляют луч линейно полярио предусматривающий помещение исследу- зованного света под углом на 1 - 2 меньше емого полупроводникового материала в главногоуглападениядля поверхностиисвакуум, облучение его поверхности поляри- следуемого материала относительно нормаэовэнным излучением и определение рав- ли к его поверхности. Азимут поляризациио новесного состояния адсорбированного 40 луча может изменяться в пределах 0-360 слоя молекул методом гашения интенсивно без изменения интенсивности падающего сти излучения. на образец света, что достигается соответОднако известный способ не обладает ствующейориентациейосейчетвертьволнодостаточной чувствительностью к измене- вой пластины 2 для используемой длины нию адсорбционного равновесия на повер световой волны относительно плоскости хности полупроводниковых материалов. поляризации световой волны лазера 1. ОтЦелью изобретения является повыше- раженный луч имеет эллиптическую поние чувствительности способа, ляриэацию, Ориентация осей эллипсаПоставленная цель дбстигэется тем, что поляризации отраженного света зависит согласно способу определения времени ус как от значений оптических постоянных на тановления равновесного состояния эдсор- поверхности образца, угла падения света на бировэнного слоя молекул нэ поверхности образец, длины световой волны используе- полупроводниковых материалов, включаю- мого излучения, так и от азимута плоскости щему помещение исследуемого полусыро- поляризации падающего на образец света.водниковогоматериалаввакуум,облучение 55 Изменяя азимут поляризации падаюего поверхности поляризованным иэлуче- щего на образец света посредством призмы нием и определение равновесного состоя и изменяя тем самым пространственную нияметодом гашения интенсивности. ориентацию осей эллипса поляризации отповерхность полупроводникового мэтериа- раженного света, добиваются совмещения лвоблучаютлинейнополяризованнымиэлу- осей эллипса поляризации отраженного1749782 Составитель Ю,АсалхановТехред М,Моргентал Корректор М,Максимиаинец Редактор И,Дербак Заказ 2591 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул,Гагарина, 101 света с кристаллическими осями четверть- волновой пластины 3, после прохождения которой свет становится линейно поляризованным, что обнаруживается с помощью анализатора 5, путем установки азимута 5 плоскости его пропускания в положение, при котором световой поток, приходящий через анализатор, минимальный, что обна- " руживается с помощью фотоприемника 6, установленного по ходу отраженного луча. 10 Затем проводят нарушение равновесного состояния адсорбированного слоя на поверхности образца путем освещения светом ртутной лампы 13, По времени изменения тока фотоприемника 6 судят о времени ус тановления равновесного состояния адсорбированного слоя молекул.Предлагаемый способ обеспечивает максимальную чувствительность к измене-. нию адсорбционного равновесия на повер хности полупроводниковых материалов,Формула изобретения Способ определения времени установления равновесного состояния адсорбиро ванного слоя молекул на поверхности полупроводниковых материалов, включающий помещение полупроводникового материала в вакуум, облучение его поверхности поляризованным излучением и определение равновесного сосояния методом гашения интенсивности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности способа, поверхность полупро- водникового материала облучают линейно-поляризованным излучением под углом на 1-2 меньше главного угла падения для поверхности, относительно нормали к поверхности вращают плоскость поляризации падающего на поверхность излучения, изменяют эллиптическую поляризацию отраженного излучения на линейную, гасят интенсивность отраженного излучения до регистрации минимальйого тока фотоприемника, проводят нарушение адсорбционного равновесия и по времени изменения тока фотоприемника до возврата его к первоначальному значению судят о времени установления равновесного состояния адсорбированного слоя молекул;