CS206445B1 - Zapojení měřiče koncentrace rekombinačních center na PN přechodu - Google Patents
Zapojení měřiče koncentrace rekombinačních center na PN přechodu Download PDFInfo
- Publication number
- CS206445B1 CS206445B1 CS798889A CS888979A CS206445B1 CS 206445 B1 CS206445 B1 CS 206445B1 CS 798889 A CS798889 A CS 798889A CS 888979 A CS888979 A CS 888979A CS 206445 B1 CS206445 B1 CS 206445B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- junction
- voltage
- output
- input
- amplifier
- Prior art date
Links
- 230000006798 recombination Effects 0.000 title claims description 13
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 8
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012369 In process control Methods 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005264 electron capture Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010965 in-process control Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
(54) Zapojení měřiče koncentrace rekombinačních center na PN přechodu
Vynález se týká zapojení měřiče koncentrace rekombinačních center na PN přechodu.
Většina parametrů výkonových polovodičových součástek závisí ve značné míře na vlastnostech příměsí (Au, Pt, Pd, Rh a pod.), tvořících lokalizované energetické úrovně blízko středu zakázaného pásu polovodiče, tj. rekombinační centra.
Jednou z metod, vhodných k vyšetřování koncentrace a energetického spektra rekombinačních center v polovodičových součástkách je tzv. metoda konstantní kapacity. Tato metoda využívá časové závislosti dynamické kapacity vyčerpané oblasti PN přechodu po přiložení závěrného napětí.
Časová závislost kapacity PN přechodu je způsobena specifickými vlastnostmi atomů příměsi, jež vytvářejí v křemíku příměsovou hladinu blízko středu zakázaného pásu, která má charakter pasti.
Bezprostředně po přiložení závěrného napětí vážou tyto pasti část vodivostních elektronů a podobně jako ionizované akceptory v N typu kompenzují svým záporným náboem část kladného náboje ionizovaných doíorů. Postupně se elektrony vázané na pasech uvolňují s časovou konstantou např. i,85 . 10'3s pro zlato při teplotě 300 K a jsou hned odváděny elektrickým polem z vyčerané vrstvy. Její tlouštka se přitom snižuje a naopak roste hustota prostorového náboje a zvyšuje se maximum intenzity elektrického pole na PN přechodu.
Ve vnějším elektrickém obvodu se tyto změny projeví vzrůstem statické i dynamické kapacity.
Pro snadnější interpretaci naměřených výsledků je výhodnější udržovat konstantní dynamickou kapacitu a měřit rozdíl napětí na PN přechodu před uvolněním vázaných nábojů a po jejich uvolnění.
V průběhu vývoje měření koncentrace rekombinačních center bylo využíváno hlavně můstkových zapojení. Chybový signál, který vznikne při rozvážení můstku je užit jako zpětnovazební signál pro zdroj závěrného napětí tak, aby se závěrné napětí přiložené na měřený PN přechod (diodu) změnilo v takovém smyslu, že měřicí můstek bude opět vyvážen. Můstek je doplněn obvodem pro zkratování PN přechodu na dobu nutnou k zachycení elektronů rekombinačními centry. Průběhy závěrného napětí jsou snímány zapisovačem, protože se většinou měří PN přechod při teplotě kapalného dusíku, kdy časová konstanta změny dynamické kapacity je řádu sekund.
Kromě tohoto základního obvodu je měření koncentrace rekombinačních center se používá obvodů využívajících měření kapacity PN přechodu zapojeného v oscilačním obvo06445 ďu S vyhodnocováním změny kapacity ze změny oscilačního kmitočtu. Rovněž je používána voltampérová metoda měření kapacity PN přechodu.
Nevýhodou výše popsaných řešení je buď nákladné přístrojové vybavení nutné k sestavení měřicího pracoviště nebo nutnost použití nízké pracovní teploty např. teploty kapalného dusíku. Pro účely mezioperační kontroly vyrobených PN přechodů je nutné použít zapojení, které umožní vyloučit nutnost měření za nízkých teplot a umožní přímé vyhodnocování rozdílu závěrného napětí před a po uvolnění vázaných nábojů.
Výše popsané nedostatky odstraňuje zapojení měřiče koncentrace rekombinaěních center na PN přechodu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na výstup generátoru vysokofrekvenčního napětí je zapojen napěťový dělič, tvořený impedancí a měřeným PN přechodem. Střed napěťového děliče je spojen se vstupem pásmové propusti, jejíž výstup je přes usměrňovač se zesilovačem zapojen na první vstup sčítacího členu, na jehož druhý vstup je jednak přes omezovači odpor zapojen jezdec potenciometru, zapojeného na zdroj referenčního napětí a jednak výstup prvního zkratovacího klíče. Výstup sčítacího členu je spojen se vstupem stejnosměrného zesilovače, jehož výstup je přes integrační odpor spojen se středem napěťového děliče, který je dále spojen jednak s osciloskopem, jednak s paměťovým měřičem diference napětí, které jsou zapojeny na výstup impulsního generátoru, propojeného jednak se vstupem prvního zkratovacího klíče a jednak se vstupem druhého zkratovacího klíče, jehož výstup je zapojen na měřený PN přechod.
Výhodou zapojení měřiče koncentrace rekombínačních center podle vynálezu je automatická regulace kapacity na konstantní střední hodnotu s možností přímého měření rozdílu závěrných napětí. Výsledky měření nejsou závislé na konstrukčním uspořádání měřeného prvku, tj. na vlastnostech kontaktů, emitorů a na tloušťkách báze. Zapojení měřiče je velmi jednoduché a ekonomicky nenáročné.
Na přiloženém výkresu je znázorněno blokové schéma zapojení měřiče koncentrace rekombinačních center na PN přechodu podle vynálezu.
K výstupu generátoru 1 vysokofrekvenčního napětí je zapojen napěťový dělič sestávající z impedance 2 a měřeného PN přechodu 3., Střed napěťového děliče je spojen se vstupem pásmové propusti 4, jejíž výstup je přes usměrňovač 5 se zesilovačem zapojen na první vstup sčítacího Členu 6. Na druhý vstup sčítacího členu 6 je jednak přes omezovači odpor 7 zapojen jezdec potenciometru 8, zapojeného na zdroj referenčního napětí a jednak výstup prvního zkratovacího klíče 9. Výstup sčítacího členu 6 je zapojen na vstup stejnosměrného zesilovače 10, jehož výstup je přes integrační odpor 11 spojen se společným bodem napěťového děliče, tvořeného impedancí 2 a měřeným PN přechodem 3. Společný bod napěťového děliče je dále spojen jednak s osciloskopem 12 a jednak s paměťovým měřičem 13 diference napětí, které jsou zároveň zapojeny na výstup impulsního generátoru 14. Výstup impulsního generátoru 14 je dále spojen jednak se vstupem prvního zkratovacího klíče 9 a jednak se vstupem druhého zkratovacího klíče 15, jehož výstup je zapojen na měřený PN přechod.
Funkce zapojení měřiče koncentrace rekombinačních center na PN přechodu podle vynálezu je následující:
Měřený PN přechod 3 je napájen z generátoru 1 vysokofrekvenčního napětí přes impedanci 2 přibližně stejné hodnoty jako PN přechod, který je přes integrační odpor 11 závěrně předepnut ze stejnosměrného zesilovače 10. Stejnosměrný zesilovač 10 zesílením rozdílu mezi žádanou hodnotou vysokofrekvenčního napětí, nastavenou potenciometrem 8 přes omezovači odpor 7 a skutečnou hodnotou vysokofrekvenčního napětí, získanou oddělením vysokofrekvenčního napětí pásmovou propustí 4 jejím, zesílením a usměrněním usměrňovačem 5 se zesilovačem nastaví závěrné napětí měřeného PN přechodu 3 tak, aby vysokofrekvenční napětí na měřeném PN přechodu 3 bylo konstantní, tzn., aby byla konstantní i dynamická kapacita měřeného PN přechodu 3. Kumulace a uvolňování vázaných nábojů měřeného PN přechodu 3 se děje prostřednictvím druhého zkratovacího klíče 15 a synchronně s tím i zadávání žádané hodnoty vysokofrekvenčního napětí do sčítacího členu 6 pomocí prvního zkratovacího klíče 9, přičemž periodické spínání prvního a druhého zkratovacího klíče 9 a 15 je řízeno z impulsního generátoru 14. Zkratovací klíče 9 a 15 mohou být realizovány různým způsobem např. přechodovým tranzistorem. Závěrné napětí měřeného PN přechodu 3 před uvolněním vázaných nábojů a po jejich uvolnění se snímá přímo z měřeného· PN přechodu 3 s tím, že rozdíl těchto napětí, odpovídající koncentraci příměsí se vyhodnocuje přímo paměťovým měřičem 13 diference napětí nebo osciloskopem 12.
Claims (1)
- PŘEDMĚT VYNÁLEZUZapojení měřiče koncentrace rekombinačních center na PN přechodu, obsahující generátor vysokofrekvenčního napětí, impulsní generátor, pásmovou propusť, usměrňovač se zesilovačem, sčítací člen, zkratovací klíče, stejnosměrný zesilovač, osciloskop a paměťový měřič diference napětí,, vyznačené tím, že na výstup generátoru (1) vysokofrekvenčního napětí je zapojen napěťový dělič, tvořený impedancí (2) a měřeným PN přechodemΦObr. 1Vytlačili TSNP, n. p„ MartinCena Kčs 2,40 (3), přičemž střed, napěťového děliče je spojen se vstupem pásmové propusti (4), jejíž výstup je přes usměrňovač (5) se zesilovačem zapojen na první vstup sčítacího členu (6), na jehož druhý vstup je jednak přes omezovači odpor (7) zapojen jezdec potenciometru (8), zapojeného na zdroj referenčního napětí a jednak výstup prvního zkratovacího klíče (9) a dále výstup sčítacího členu (6) je spojen se vstupem stejnosměrného zesilovače (10), jehož výstup je přes integrační odpor (11) spojen sé středem napěťového děliče, který je dále spojen jednak s osciloskopem. (12), jednak s paměťovým měřičem (13) diference napětí, které jsou zapojeny na výstup impulsního generátoru (14) propojeného jednak se vstupem prvního zkratovacího klíče (9) a jednak se vstupem druhého zkratovacího klíče (15), jehož výstup je zapojen na měřený PN přechod
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS798889A CS206445B1 (cs) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | Zapojení měřiče koncentrace rekombinačních center na PN přechodu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS798889A CS206445B1 (cs) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | Zapojení měřiče koncentrace rekombinačních center na PN přechodu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS206445B1 true CS206445B1 (cs) | 1981-06-30 |
Family
ID=5440089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS798889A CS206445B1 (cs) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | Zapojení měřiče koncentrace rekombinačních center na PN přechodu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS206445B1 (cs) |
-
1979
- 1979-12-17 CS CS798889A patent/CS206445B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3873911A (en) | Electronic battery testing device | |
| Ambridge et al. | An automatic carrier concentration profile plotter using an electrochemical technique | |
| US3731189A (en) | Pulse sampling resistance metering method and means | |
| Bouzidi et al. | Impedance spectroscopy of monocrystalline silicon solar cells for photosensor applications: Highly sensitive device | |
| US4228684A (en) | Remote temperature measuring system with semiconductor junction sensor | |
| US3997834A (en) | State-of-charge indicator for zinc-mercuric oxide primary cells | |
| US3919639A (en) | Method for determining the carrier lifetime of a crystal | |
| US4830514A (en) | Temperature measuring arrangement | |
| CS206445B1 (cs) | Zapojení měřiče koncentrace rekombinačních center na PN přechodu | |
| US4751455A (en) | Low frequency noise measurement system using sliding pole for fast settling | |
| Misrachi et al. | A high sensitivity bridge for the measurement of deep states in semiconductors | |
| Dahlberg et al. | Gap photovoltage transients | |
| Vikulin et al. | Frequency-output sensors-transducers based on unijunction transistors | |
| US4228354A (en) | Method for detecting radiation | |
| Greeuw et al. | Setup for the simultaneous measurement of quasistatic and high‐frequency C–V characteristics of MOS capacitors | |
| Wetzel et al. | Transient electrical characteristics of silicon heterojunction solar cells under fast transient illumination | |
| US3465248A (en) | Pulsing current peak level measuring means | |
| Simoen et al. | Deep-level transient spectroscopy of detector-grade high-resistivity float-zone silicon | |
| SU1499631A1 (ru) | Устройство дл контрол зар довой стабильности полупроводниковых структур | |
| SU1483409A1 (ru) | Способ диагностики двумерной проводимости в полупроводниковых материалах | |
| SU1295346A1 (ru) | Устройство дл измерени коэффициента гармоник усилителей мощности | |
| JPS61245066A (ja) | 電流測定装置 | |
| Driedonks et al. | Admittance and noise of germanium double injection diodes | |
| SU391504A1 (ru) | Устройство для измерения малых магнитных и электрических полей | |
| SU857889A1 (ru) | Способ измерени времени релаксации энергии носителей зар да в полупроводниках |