Способ определения коэффициента оптического поглощения, полупроводников и диэлектриков

21/59 3 ЛИВИПИЛБР ЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ ский акелян ческие свойст ( Наука, 1977 рекома кадт. 68,аллах теллуСССР, 197 ФФИЦИЕЯТЛУПРОВОДНИ к обла асти асти сГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОЬРЕП.КИЯМ И ОЩУПИПРИ П(НТ СССР ОПИСАНИЕ И Н АВТОРСКОМУ СВИДЕ(54) СПОСОБ ОПРРДЕЛЕНИЯ КООПТИЧЕСКОГО ПОГЛОИЕНИЯ ПОКОВ И ДИЭЛЕКТРИКОВ(57) Изобретение относится Изобретение относится к обл . полупроводниковой техники, в ч , ти к оптоэлектронике.Цель изобретения - повЫшение то ности определения коэффициента опт ческого поглощения полупроводников диэлектриков в области прозрачност образцов при постоянном коэффициен однократного отражения.На Фиг,приведены спектральны зависимости коэффициентов отраженияи многократного отражения для образцов из монокристаллического рутипа при комнатной температуре; на фиг.2 спектральные зависимости коэффициен та оптического поглощения монокриста"чического рутила при комнатной полупроводниковой техники и обеспечивает воэможность определения коэффициента оптического поглощения полупроводников и диэлектриков без разрушения их тыльной поверхности, Цель иэобретейия - повышение точности оп- ределения коэффициента поглощения по" лупроводников и диэлектриков в области прозрачности материалов при постоянном коэффициенте однократного отражения. Для этого измеряют коэффициент однократного отражения 1( и многократного отражения Вин а искомый коэффициент оптического поглощения бпределяют по ФормулеЫ,=1/2 д 1 пКю хй+1)й -К, где д - толщина р образца; К - коэФФициент отражения; К- коэффициент многократного отражения. 2 ип.С". температуре, определенные двумя способами,Сущность способа состоит в том,что, зная коэФФициент однократногоотражения К иэ справочных данных вобласти прозрачности материала, измеряют коэффициет многократного отражения Кщи определяют коэффициентоптического поглощения Ы. (при отсутствии интерференции).Представим образец толщиной с 1, скоэффициентами оптического поглощенияК и отражения К, на который падаетизлучение. После первого отражения цзлучения от передней поверхности образца, его интенсивность будет 1,Воткуда 30 з 145942 паданзцего излучения). До тыльной поверхности дойдет ияученне с интенсивностью Х (1"В)е. . Отражаясь, излучение а интенсивностью ХВ(1"В)е дойдет до передней поверхности об- разца и выйдет из него с интенсивностью Х В(1-К)ео . Отражаясь и-й раэ от тыльной поверхности, иэ передней поверхности образца выйдет иэлу-, 10 чеиие с интенсивностьв Х К("1(1- "В)е ".Как видно, выражения интенсивностей излучений, вышедших нз передней поверхности образца вследствие многократного отражения, составляют сходящую геометрическую прогрессию со знаменателем Вфе фф 1.Просуммировав все выражения интенсивностей излучений от передней поверхности образца и разделив эту сумму на Х получим выражение для коэффициента многократного отражения Кмн251-К е 1 К(К КК+1)М." - Хи -ф 26 Кми К П р и и е.р, Определялся коэффициент оптического поглощения сС монокристаллического образца рутила35(все нижеприведенные результаты былиполучены при комнатной температуре).Сначала был измерен коэффициент однократного отражения К в областипрозрачности рутила, (фиг. 1, крнвая 1) для чего, в первую очередь,была проведена грубая шлифовка тыльной поверхности образца. Отметим,чтополученное значение К удовлетворительно совпадает со значением Кассчитанным по формуле К "(и) /(и+1) , согласно известному значениюпоказателя преломления и прнведенНого в справочниках. Для рутйла и"2,9467, соответственно значение дляК получается 0,24.После этого, тыльная поверхностьрутилового образца отполировалась ипроводились измерения коэффициентамногократного отражения К, спект"ральная зависимость которого приведе"на на фиг. 1 (крнвые 2 н 3), Кривые2 и 3 соответствуют В(%) при тол"щинах образца 930 мкм и 10 мкм,Измерение коэффициента многократного отражения проводилось также наэтих же образцах, приклеенных на непрозрачных подложках. Полученные результаты были абсолютно одинаковые спредыдущими, поэтому. приведенныекривые 2 и 3 на фнг, 1 являются общими для двух случаев.Как видно иэ кривых 2 н 3 (фнг,1),когда имеет место многократное отражение, наблюдается резкое изменение4К. После спектральной области резкого возрастания К следует область,где К япочти постоянныйе Поэтомуфопределяется для спектральной области резкого изменения К.Таким образом, измеряя К , былполучен (Ъ) рутиповых образцов в определенных спектральных областях,которые определяются толщиной Й. Этиспектральные области приведены нафнг. 2 (кривые 4 и 5).Для сопоставления о(3), полученного данным способом, с К(%) полученным общепринятым способом, помимоизмерений коэффициента многократногоотражения были измерены также коэффициенты прспускания Т для различныхтолщнн этих же образцов в даннойспектральной области, Имея эавнси"мость Т(%), с помощью известной формулы, определялся Ы., результаты которого приведены на фиг, 2 (кривая 6),Как видно из фиг. 2, наблюдается хорошее совпадение зависимостей о 1.(ф),полученных двумя разными способами,Отметим, что подобные исследованияпроводились также для других полупроводниковых материалов, например ЕиО,СаАв, СЙТе, 8 и Мо всех случаях получались совпадения Ы.8), определенные двумя способами,Этот способ дает возможность определить коэффициент оптического поглощения полупроводниковых материаловилн слоев, не разрушая их, являющихсяосновой различных микроэлектронных иоптоэлектронных приборов. Формула изобретения Способ определения коэффициента оптического поглощения полупроводников и диэлектриков, эаключакюнйся в том, что направляют излучение на переднюю полированную поверхность об. разца измеряют интенсивность излучения, отраженного от передней поверх"ф14594 ности образца, о т л и ч а ю"Щ.и и с я тем, что, с целью повышения точ" ности определения коэффициента оптического. поглощения полупроводников и диэлектриков в области прозрачности образцов при постоянном.коэффициенте однократного отракения, протиЮополоиную поверхность образца полируют тая, чтобы она била плоско-па раллельной к передней поверхности, ,дополнительно измеряют.интенсивность многократного отразекия от этой поверхности с помощью фотоприемника, чувствительнее площадка которого соа й коэффициент оптического поглощения;толщина образца;коэффициент однократкогоотращення 1коэффициент многократногоотракения,26измерима с площадью образца, а коэффициент оптического поглощения определяют по формуле1 ВЯщВ И+1