Устройство для формирования фотоответного изображения исследуемых полупроводниковых структур

- РЕСПУБЛИК З 511 Н 04 й 7/18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ЛЛЯ фОРМИРО- ВАНИЯ ФОТООТВЕТНОГО ИЭОБРАЖЕНИЯ ИССПЕДУЕМЪС; ПОЛУПРОВОЛНИКОВЪХ СТРУКТУР, содержащее оптически связанные источник излучения, первь 1 й сканирую. щий блок с зеркалом и второй сканирующий блок с зеркалом, при этом второй сканирующий блок с зеркалом оптически связан через Фокусирующую систему с оптическим входом исследуемой полупроводниковой структуры, электрический выход которой, через видеоусилитель подключен к сигнальному входу видеоконтрольного блока о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения искажений иэображений, в него введены источник опорного напряжения, генератор тактовых импульсов, три цифровых ге( нератора развертки, цифровой таймер, при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого, второго цифровых генераторов развертки и цифрового таймера, второй вход которого пбдключен к первому выходу первого цифрового генератора развертки, а выходк второму входу второго цифровогогенератора развертки, первый выход которого соединен с первым входом третьего цифрового генератора раэЯО 11 О 9955 вертки, при этом вькод источника опорного напряжения соединен с. вторым входом первого, с третьим входом второго и вторым входом третьего цифровых генераторов развертки, а второй выход первого, второй выход второго и выход третьего цифровых генераторов развертки соединены соответственно с первым сканирующим. блоком с зеркалом, с входом Х видеоконтрольного блока и с входом У видеоконтрольного блока, с которым также соединен второй сканирующий блок с зеркалом..2. Устройство по п. 1, о т - л и ч а ю щ е е с я. тем, что каждый цифровой генератор развертки содержит последовательно соединенные двоичный счетчик и цифроаналоговый преобразователь (ЦАЛ), при этом в первом цифровом генераторе развертки его первым и вторым входами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика и управляющий вход ЦАП, а первым и вторым выходами - соответственно выход импульса переноса двоичного счетчика и выход ЦАП, во втором цифровом генераторе развертки его первым, вторым и третьим входами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика, вход установки в ноль двоичного счетчика и управляющий вход ЦАП, а первьи и вторым выходами - соответственно выход импульса переноса двоичного счетчика и выход ЦАП, в третьем цифровом генераторе развертки его первым и вторым входами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика и управляющий вход ЦАП, а выходом - выход ЦАП.20 Цель достигается тем, что в уст-. ройство для Формирования фотоответного изображения исследуемых полупроводниковых структур, содержащее, оптически связанные источник излучения, первый сканирующий блок с зеркалом и второй сканирующий блок с зеркалом, при этом второй сканирующий блок с зеркалом оптически связан через фокусирующую систему с оптическим входом исследуемой полу. 1 11099Изобретение относится к электронной технике и может быть использованодля контроля и диагностики полупро"водниковых структур.Известно устройство для формирования фотоответного изображенияисследуемых полупроводниковых структур, содержащее источник излучения,оптически связанный с зеркальнымидефлекторами, синхрогенератор, два 1 Овыхода которого подключены соответственно к управляющим входам телевизионной трубки и зеркальных дефлекторов1.Недостатком устройства является необходимость работы на повышенной строчной частоте, так какдля получения фотоответного изображения с высоким разрешением необходимо использование видеоусилителя с расширенной полосой усиливаемых частот, что в конечном итоге приводит к снижению чувствительности устройства.Кроме того, при высокой строчной 25частоте затрудняется исследованиенизкочастотных полупроводниковыхструктур,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является ЗОустройство для Формирования фотоответного иэображения исследуемыхполупроводниковых структур, содержа.щее оптически связанные источникизлучения, первый сканирующий блокс зеркалом и второй сканирующийблок с зеркалом, при этом второйсканирующий блок с зеркалом оптически связан через фокусирующуюсистему с оптическим входом исследуемой полупроводниковой структуры,электрический выход которой черезвидеоусилитель подключен к сигнальному входу видеоконтрольного блока 23,Целью изобретения является уменьшение искажений изображения. проводниковой структуры, электрический выход которой через видеоусилитель подключен к сигнальному входу видеоконтрольного блока, введены источник опорного напряжения, генератор тактовых импульсов, три идентичных цифровых генератора развертки, цифровой таймер, при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого, второго цифровых генераторов развертки и цифрового таймера, второй вход которого подключен к первому выходу первого цифрового генератора развертки, а выход - к второму вхбду второго цифрового генератора развертки, первый выход которого соединен с первым входом третьего. цифрового генератора развертки, при этом выход источника опорного напряжения соединен с вторым входом первого, с третьим входом второго и вторым входом третьего цифровых генераторов развертки, а второй выход первого, второй выход второго и выход третьего цифровых генераторов развертки соединены соответ 1ственно с первым сканирующим блоком с зеркалом, с входом Х видеоконтрольного блока и е входом У видеоконтрольного блока, с которым также соединен второй сканирующий блок с зеркалом. При этом каждый цифровой генератор развертки содержит последовательно соединенные двоичный счетчик и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), при этом,в первом цифровом генераторе развертки его первым и вторым входами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика и, управляющий вход ЦАП, а первым и вторым выходами - соответственно выход импульса переноса двоичного счетчика и выход ЦАП, во втором цифровом генераторе разверт ки его первым, вторым и третьим входами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика, вход установки в ноль двоичного счетчика и управляющий вход ЦАП, а первьщ и вторым выходамисоответственно выход импульса переноса двоичного счетчика и выход ЦАП, в третьем цифровом генераторе развертки его первым и вторым выходами являются соответственно счетный вход двоичного счетчика и управляющий вход ЦАП, а выходом - выход,.ЦАП.10 50 Неискаженное фотоответное изображение исследуемой полупроводниковой структуры 5 может быть получено только при условии полного совпадения формы одноименных сигналов развертки обоих растров и синхронНа чертеже представлена структурная электрическая схема устройствадля формирования фотоответного изображения исследуемых полупроводниковых структур.5Устройство содержит источник 1излучения, первый сканирующий блок2 с зеркалом, второй сканирующий, блок 3 с зеркалом, предназначенныедля развертки луча по направлениямХ и У соответственно, фокусирующую.систему 4, исследуемую полупроводниковую структуру 5, видеоусилитель 6, видеоконтрольный блок 7,генератор 8 тактовых импульсов (ГТИ),цифровой таймер 9, источник 10 опорного напряжения, первый цифровойгенератор 11 развертки, состоящийиз двоичного счетчика 12 и 13,второй цифровой генератор 14 развертки, состоящий из двоичного счетчика15 и ЦАП 16, третий цифровой генератор 17 развертки, состоящий издвоичного счетчика 18 и .ЦАП 19.Устройство работает следующим25образом.Световой луч от источника 1 излучения, проходя через первыйсканирующий блок 2 и второй сканирующий блок 3, с помощью фокусирую- З 0щей системы 4 фокусируется на поверхности исследуемой полупроводниковой структуры 5. Электрические пилообразные сигналы развертки, поступающие на первый и второй ска- З 5ныряющие блоки 2 и 3 от первого итретьего цифровых генераторов 11и 17, вынуждают их колебаться во взаимно перпендикулярных направлениях,образуя тем самью на поверхности 40исследуемой полупроводниковойструктуры 5 световой растр. На экране видеоконтрольного блока 7 аналогичными сигналами развевтки создается телевизионный растр. Фазоответное изображение на экране видеоконтрольного блока 7 формируетсяпутем модуляции яркости телевизионного растра фотоответным сигналомисследуемой полупроводниковойструктуры 5, усиленным с помощьювидеоусилителя 6,ности передвижения светового и телевизионного лучей.Для этого ГТИ 8 вырабатывает импульсы прямоугольной формы, поступающие на счетные входы первого и второго двоичных счетчиков 12 и 15, а также на первый (счетный) вход цифрового таймера 9, Первый и второй двоичные счетчики 12 и 15 постоянно находятся в режиме счета импульсов и при этом на выходах соответствующих ЦАП 13 и 16 генерируются аналоговые сигналы развертки пилообразной формы, в то время как цифровой тай мер 9 работает в счетном режиме только в интервале времени от начала синхроимпульса первого цифрового генератора 11 развертки, поступающего на второй (запускающий) вход цифрового таймера 9, до появления на его выходе короткого выходного импульса (длительность выходного импульса цифрового таймера 9 меньше. периода повторения импульсов ГТИ 8). Интервал времени, в течение которого цифровой таймер 9 работает в счетном режиме, определяется следующим выражением 3 О фГ - интервал времени, в течение которого цифровой таймер 9 работает в счетномрежиме (время задержки срабатывания цифрового таймера9) рТ - период повторения импульсовГТИ 8;й - уставка цифрового таймера 9, т,е. необходимоедля его срабатывания (появления выходного импульса)количество тактовых импульсов, поступивших на счетныйвход после запуска.Все остальное время цифровой таймер 9 находится в ждущем режиме.Для определенности рассмотрим .работу К-канала блока развертки с момента переполнения двоичного счетчика 12. На выходе импульса переноса двоичного счетчика 12 появляется импульс переноса, запускающий цифровой таймер 9 (переводящий его из ждущего режима в режим счета) . Двоич-. нвй счетчик 12 после переполнения обнуляется и следующие импульсы цифровой таймер 9 начинает считать одновременно с двоичным счетчиком 12.20 Через время задержки Ф, определяемое уставкой м цифрового таймера 9,на выходе его появляется импульс, обнуляющий двоичный счетчик 15. Начиная с этого момента,на выходах первого и второго цифровых генераторовразвертки 11 и 14 (выходы цифроаналогового преобразователей 13 и 1 б)генерируются пилообразные сигналь 1 развертки с одинаковым периодом повторения (поскольку разрядность двоич. ных счетчиков 12 и 15 одинакова),но сдвинутые друг относительно друга по фазе, определяемой временемзадержки срабатывания 1 цифрового 153таймера 9. Оба пилообразных сигнала идентичны по форме (равны их амплитудам, длительности прямого хода и т.д), поскольку оба ЦАП 13 и1 б идентичны и питаются от одногоисточника 10 опорного напряжения.Изменением уставки К цифровоготаймера 9 можно регулировать разность фаз между электрическими сигналами Х-развертки первого сканирующего блока 2 и Х-развертки видеоконтрольного блока 7 в интервале от0 до 2 ь (при изменении М от 0 до2 " 1, где и - разрядность двоичныхсчетчиков 12 и 15). Следовательно, 30можно полностью компенсировать разность фаэ светового и телевизионногорастров на любой частбте сканирования,Поскольку частота развертки ифазовый сдвиг между сигналами развертки определяется только частотой ГТИ 8, обеспечение стабильности которой легко осуществимо (например, использованием кварцевого генератора прямоугольных импульсов), то, как частота развертки, так и компенсирующий фазовый сдвиг в предлагаемом устройстве имеют высокую стабильность.Идентичность форм обоих электрических сигналов развертки обеспечивает отсутствие нелинейных искажений фотоответного изображения, а его фазовые искажения устраняют установкой требуемого фазового сдвига между этими электрическими сигналами Х-развертки.Благодаря использованию общего для всех цифровых генераторов 11, 14 и 17 развертки источника 10опорного напряжения, амплитуды всех трех пилообразных сигналов развертки равны между собой, и коэффициент линейного увеличения устройства остается постоянным и не зависит от абсолютной величины амплитуды, а следовательно, и от абсолютной веичины выходного напряжения источника 10 опорного напряжения.Таким образом, предпоженное устройство обеспечивает, получение неискаженного и стабильного фазоответного изображениячто позволит более эффективно использовать его для исследования полупроводниковых структур."Патент",04/44 Тираж 635 ВНИИХИ Государственногпо делам изобретении 13035, Москва, Ж, Р иитета ССоткрытийкая наб.,Ужгород, ул. Проектна