для підвищення просторової роздільної здатності та чутливості МСМС [19].
Розвиток наноелектроніки потребує безконтактних методах дослідження напівпровідників і діелектриків, субмікронних і нанорозмірних структур. При цьому істотно ускладнюються як самі завдання, покладені на МСМС так і побудова апаратних вимірювальних систем і чутливих елементів.
У першу чергу варто звернути увагу на забезпечення багатопараметричного дослідження напівпровідникового зразка при широкому діапазоні можливих значень величини досліджуваного параметра. Крім контролю поверхневих неоднорідностей необхідний контроль розподілу питомого опору (електропровідності) зразка, як по поверхні, так і по товщині в діапазоні значень 10-2 .. 106 Ом? см, контроль просторового розподілу рухливості і часу життя носіїв заряду, фоточутливості, діелектричної проникності і [2, 3, 13, 22].
Крім того, вимога забезпечення високої просторової роздільної здатності мікроскопії в напівпровідникових матеріалах істотно ускладнюється за рахунок присутності електромагнітного поля в самих матеріалах. Наявність істотних втрат НВЧ потужності зондуючого поля в напівпровідниках ускладнює забезпечення заданої чутливості при необхідній просторової роздільної здатності.
В цілому, розробка МСМС напівпровідників і діелектриків набагато більш проблематична, ніж для ВТСП, а результати попередніх досліджень мають достатньо обмежену значимість у цій галузі. Нечисленні роботи з МСМС напівпровідників носять ілюстративний характер [19]. Тому потрібно провести комплекс досліджень і розробок, які дозволили б обгрунтувати загальні підходи оптимального вибору і проектування РІП, застосовуваних в мікрохвильовій мікроскопії.
.2 Фізичне обгрунтування застосування датчика на основі резонаторного вимірювального перетворювача з коаксіальної апертурою
У ранніх розробках МСМС широко використовувалися чвертьхвильові коаксіальні резонатори різної конструкції: чисто коаксіальні (рис. 2.1, а); коаксіальні з коаксіальної апертурою (рис.2.1, б) і з конічним центральним провідником (рис. 2.1, в) []. Експериментальна практика [10 - 17] свідчить, що для реалізації методу скануючої мікроскопії необхідно виконання умови локалізації СВЧ поля в зразку під вістрям центрального провідника коаксіальної апертури. При цьому очевидним є умова: (де - довжина хвилі НВЧ коливань).
а) б) в)
г) д) е)
Рис. 2.1. Схематичне зображення РІП, застосовуваних у МСМС
В сучасних роботах з МСМС відсутні дослідження режиму взаємодії РІП з коаксіальною вимірювальної апертурою з напівпровідниковими і діелектричними об'єктами. Однак такі дослідження дуже важливі у зв'язку з наявністю випромінюючих властивостей в даних РВП.
Зазвичай розгляд апертурного взаємодії РІП з напівпровідником або діелектриком обмежувалося лише коливальним режимом, без урахування випромінювальних втрат. У разі відкритого коаксіального резонатора цей режим зберігається тільки для тонкоплівкових об'єктів, розташованих на екранують підкладках без зазора.Із теорії та практики безелектродного контролю параметрів напівпровідникових матеріалів [2 - 6] відомо, що для підвищення чутливості і точності вимірювальних засобів необхідно використовувати РІП з вихідною добротністю , яка забезпечує виконання умови домінування втрат НВЧ потужності в зразку порівняно з тепловими в...
