Способ определения концентрации оптически активных примесей в твердых телах

Союз Советскик Социалистических РесиубликОП ИСАНИЕ нц 890083 ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИДЬСТВУ(51) М. Нл.з О 01 Ю 3/30 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийОпубликовано 15.1281 Бюллетень Ж 46 Дата опубликования описания 151 281(72 Авторы изобретения М.В.Лупал и А.Н.Пихтин Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина)(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ПРИМЕСЕЙ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ Изобретение относится к электронике, включая оптоэлектронику, может быть применено для контроля свойств кристаллических и аморФных материалов, выбора оптимальных режнмов технологических процессов их производства, особенно для контроля чистоты материалов лазерной техники и определения примесей в эпитаксиальных полупроводниковых пленках.Известен метод определения оптически активных примесей в твердых телах. Измерение концентрации примесей, создающих в спектрах твердого тела линии поглощения или люминесценции, проиэводят путем измерения интен. сивности поглощения (люминесценции) в одной из данных линий (1.Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ 20 определения концентрации оптически активных примесей, создающих линии поглощения в спектрах в твердых те лах, Известный способ (2) состоит в пропускании излучения через кристалл СаР, охлажденный до температуры жидкого гелия, измерении спектра оптического пропускания в области линии поглощения, обусловленной наличием азота (А - линия связанного эксито на), вычислении интегрального коэфФициента поглощения и определения концентрации примеси по формулеИ),) = (8,50,2) 10 Ыс)Е где Н - концентрация азота, см йкоэфФициент поглощения вобласти указанной линии,см 1;Е - энергия фотонов, мэВ;ЙДЕ - интегральный коэффициентпоглощения. Недостатком известного способа является его невысокая чувствительность, Величина коэффициента поглощения в об-.ласти спектральной линии, обусловленной наличием некоторой примеси, зависит от концентрации данной примесиВеличина фотового поглощения существенно зависит от температуры, величины внутренних механических напряжений, концентрации других примесей, качества обработки поверхностей и во многих случаях может достигать величины, существенно превышающей амплитуду спектральной линии опре" деляемой примеси (в частности, в тонких полупроводниковых слоях или при малой концентрации искомой примеси).тде д 4, измеряется в см эВ3 ЬФ - в эв;в смПри определении концентрации азота в фосфиде галлия настоящим способом при температуре жидкого азота (77 К) достигается предел чувствительности, определяемый по произведению толщи" ны образца на койцентрацию примеси, равный (К х) ; = 2 10 фсм. Известный спосбб даже при температуре жидкого гелия (4,2 К) не позволяет зарегистрировать примесь, если Нх 2 10"ф см-д. Настоящим способом можно определить, например, концентрацию хрома в сапфире, неодима и других центров окраски в стекле и т.д.Настоящий способ обеспечивает более высокую чувствительность при определении оптически активных примесей, создающих линии поглощения в твердых телах.Формула изобретенияСпособ определейия, концентрацииоптически активных примесей в твердых телах, путем пропускания черезобразец твердого тела йучка монохроматического излучения в области ли-,нии оптического поглощения, обусловленной наличием искомой примеси,определении, интегрального коэффициента поглощения внутри указанной линии и вычислении по нему концентрации примеси, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью йовышения чувбтвительности, монохроматический пучокмодулируют по частоте и измеряютспектр первэй производной по частотеот коэффициента поглощения, по которому определяют интегральный коэффициент поглощения.5Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Грум-Гржимайло С.В, Методы иприборы для контроля качества кристаллов рубина, М Наукаф, 19 б 8,20 с.50 .2, Бщйоыйегз Е.С. ааРРЮ 1 годепсопсепга 1 оп 1 п ОаР щеазцгей Ьу орт1 са аЬзогр 1 оп апо Ьу ргооп 1 поцсей пис 0 еаг геас 11 опз; - Зой АррР.25 РЬуз 1 сз, 1974 р 2191. ч 45, 1 ч 5.890083 50 О 10 2 2,Г. Составитель А.СмирновС.Запесочный Техред Т. Иаточка рре дак 0951/63ВНЙИП Подписно Заказ 3035 атент, г. Ужгорбд, ул. Проектная,илиал П Тираж 910Государственногам изобретенийосква, Ж, Ра комитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5