Устройство для измерения электрофизических параметров слитков полупроводниковых материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(71) Государственный ордена Октябрьской Революции научно-исследователь"ский и проектный институт редкометаллической .промыаленности(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СЛИТКОВ) Н 01 1. 21/66; С 01 В 31 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИКОВ содержащее корпус, зондовую головку, механизм перемещения зондовой головки и механизм фиксации корпуса относительно слитка, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных возможностей и повьааения точности измерения, механизм фиксации корпуса относительно слитка выполнен в виде рычагов, попарно установленных на размещенных в корпусе поворотных осях, причем один иэ каждой пары рычагов жестко закреплен на оси и снабжен упругим прижимом, шарнирно закрепленным на его конце, а другой рычаг этой пары установлен на оси шарнирно, кинематически связан с осью посредством пружины и снабжен угловым упором, шарнир.но закрепленным на его конце.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля электрофизических параметров в отраслях промышленности, связанных с производствоми потреблением полупроводниковых материалов.Известно устройство для измеренияэлектрофизических параметров слитковполупроводниковых материалов, содержащее размещенные на основании держатель слиткбв, зондовую головку имеханизм перемещения зондовой головки 1Недостаток заключается в том,что это устройство обеспечивает измерение электрофиэических параметровтолько вдоль слитка и не позволяетпроизводить измерения на торце слитка.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измеренияэлектрофиэических параметров слитковполупроводниковых материалов, содержацее.корпус, эондовую головку, механизм перемецения зондовой головкии механизм фиксации корпуса относительно слитка 2 .Недостатками этого устройства являются его низкие эксплуатационныевозможности, обусловленные тем, чтодля проведения измерений необходимпредварительный замер диаметра слитка, и совмещение зодовой головкис центром торца слитка. Затрудненаработа при измерении длинномерныхслитковНедостатком также являетсянизкая точность измерений, так какустройство позволяет производитьизмерения на слитках, имеющих повсей длине постоянный диаметр, тогда.как в реальных слитках диаметр слитков изменяется.по длине на величинудо 5 мм, что обуславливает погрешность измерения.Цель изебретения - улучшение эксп.луатационных воэможностей и повышение точности измерения,Указанная цель достигается тем,что в устройстве для измеренияэлектрофиэических параметров слитковполупроводниковых материалов, содержащем корпус, эондовую головку, механизм перемещения зондовой головкии механизм фиксации корпуса относительно слитка, механизм фиксациикорпуса относительно слитка выполненв виде рычагов, попарно установленных на размещенных в корпусе поворотных осях, причем один иэ каждойпары рычагов жестко закреплен наоси и снабжен упругим прижимом, шарнирно закрепленным на его конце, адругой рычаг этой пары установлен наоси шарнирно, кинематически связанс осью посредством пружины и снабженугловым упором, шарнирно закрепленным на его конце. На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - устройство, общий вид; на фиг.3 - устройство, вид сверху; на фиг.4 - тоже, вид снизу.5 Устройство содержит корпус 1 иэондовую головку 2, электрическисвязанную с измерительным блоком 3,На корпусе 1 размещен механизм перемещения зондовой головки 2, содержа щий поворотную турель 4, закрепленную на корпусе и установленные наней направляющие 5 и 6, на которыхзакреплена каретка 7 с зондовой головкой 2. Зондовая головка 2 уста новлена во втулке 8, имеющей возможность перемещения ручкой 9 в направляюцей втулке 10, жестко связаннойс кареткой 7. В ручке 9 имеется зацелка 11, управляемая кнопкой 12,которые подпружинены пружиной 13В ручке 9 установлен микровыключатель 14 для включения измерительногоблока 3, Для фиксации каретки 7 вцентре направляющей 5 предусмотренфиксатор 15, а для фиксации положения тарели 4 относительно корпуса1 - фиксатор 16,.Механизм фиксации корпуса 1 относительно слитка 17 выполнен в видерычагов 18 и 19, попарно установленЗ 0 ных на поворотных осях 20, размещенных на корпусе 1, Рычаги 18 установлены на осях 20 шарнирно и кинематически связаны с ними пружинами21. На концах рычагов 18 шарнирно 35 закреплены угловые упоры 22, имеющие корпусный выступ 23. Рычаги 19жестко закреплены на осях 20 и снаб.жены упругими прижимами 24, шарнирно закрепленными на концах рычагов 40 19 и выполненных в виде упругихэластичных шайб 25. Рычаги 19 кинематически связаны посредством вы. полненного в каждом иэ них паза 26и поводков 27 с поворотным кольцом 45 28, размещенным в корпусе 1 и поводком 29, имеющим сферическую головку 30 связанным со спиральным пазом 31, выполненйым в ручке 32. Дляотсчета положения эондовой головки2 имеются шкалы 33 и 34.Устройство работает следующим. образом. Перед установкой устройства наслиток 17 поворотом ручки 32 разводят рычаги 18 и 19 в соответствии с диаметром слитка 17, затем устройство одевают на слиток и перемещают вдоль оси слитка 17., до техпор, пока упоры 22 своей гориэон тальной плоскостью не лягут на торец слитка 17. При этом за счет самоориентации корпуса 1 относительно ..торца, зондовая головка 2 независи,мо отугла наклона торца относитель" 65 но оси слитка 17 устанавливается10 перпендикулярно к плоскости торца слитка 17.Затем, придерживая устройство на слитке эа ручку 9, поворотом ручки 32 в другую сторону рычаги 18 сводят до соприкосновения конусной поверхности выступов 23 с боковой поверхностью слитка 17. При этом корпус 1 ориентируется и центрируется относительно оси слитка 17. При дальнейшем повороте ручки 32 рычаги 19 закрепляют устройство, прижимаясь к слитку упругими прижимами 24, самоориентирующимися по понерхности слитка 17. Упоры 22 занимают положение, при котором независимо от диаметра слитка 17, эондоная головка 2 устанавливается на определенном расстоянии от края торца слитка 17.Измерение производится в следующей последовательности. Зондовую головку 2 устанавливают в центр слитка 17 на нуль шкалы 33. Для этого каретку 7 перемещают вдоль направляющих 5 и 6 до срабатывания фиксатора 15, Нажатием кнопки 12 расфиксируют втулку 8 и с помощью ручки 9 зондовую головку 2 .опускают до создания контакта между зондами и поверхностью торца слитка 17. При этом срабатывает микровык- . 30 лючатель 14 запуска измерительного блока 3 и производится измерение в первой точке. Далее эондоную головку 2 приподнимают, перемещаякаретку 7 устанавлинают ее на опре- .35 деленном радиусе во второй точке и повторяют измерение, Для измерения в других точках, расположенных на данном радиусе, турель 4 поворачивают вокруг оси слитка 17, отсчи40 тывая угол изменения по шкале 34.Последующие измерения производятся ,после перемещения зондовой головкиЮиР А4 2 на другие радиусы относительно центра слиткаКоличество точек измерения и их выбор зависит от принятой методики измеренияМетодика статистической оценки качества ГОСТ 19658-80, применяемая н настоящее нремя для выходного . контроля готовой продукции предусматривает измерение в шести фиксированных точках, расположенных н двух взаимно перпендикулярных на- правлениях: четыре точки с края тор ца и две точки в центре.По схеме измерения, принятой в данном случае, эондовая головка 2 перноначально устанавливается в крайнее левое положение, определя" емое упором 22, затем.в центре слитка, где положение фиксируется шариковым фиксатором 15, и в крайнее правое положение, определяемое также упором 22, расположенным симметрично относительно первого. Далее турель 4 поворачивают, фиксируют шариковым фиксатором 16 и повторяют цикл измерения от крайней леной до крайней правой точки.Предлагаемое устройство можетбыть использовано для иЗмерения удельного сопротивления и при измерении времени жизни неосновных носителей заряда. В последнем случае вместо зондоной головки 2 во втулке 8 устананливаются сменные зонды, а упругие прижимы 24 рычагов 18 выполняются иэ токопронодящего материала.Кроме того, предлагаемое устройство позволяет производить измерение электрофизических параметров слитков любой длины с достаточной точностью, повысить производительность измерений и значительно уменьшить металлоемкость конструкции.. Корректо дактор Ю, Середа атай Тираж 703 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Рауюская наб., д, 4/5