CS240502B1 - Wiring eliminating the influence of leakage currents and parasitic capacities on the quasi-static capacitance-voltage curve of the MIS structure - Google Patents

Wiring eliminating the influence of leakage currents and parasitic capacities on the quasi-static capacitance-voltage curve of the MIS structure Download PDF

Info

Publication number
CS240502B1
CS240502B1 CS825376A CS537682A CS240502B1 CS 240502 B1 CS240502 B1 CS 240502B1 CS 825376 A CS825376 A CS 825376A CS 537682 A CS537682 A CS 537682A CS 240502 B1 CS240502 B1 CS 240502B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
terminal
voltage
mis
resistor
circuit
Prior art date
Application number
CS825376A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS537682A1 (en
Inventor
Vladimir Kremnican
Milan Ziska
Otto Csabay
Original Assignee
Vladimir Kremnican
Milan Ziska
Otto Csabay
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vladimir Kremnican, Milan Ziska, Otto Csabay filed Critical Vladimir Kremnican
Priority to CS825376A priority Critical patent/CS240502B1/en
Publication of CS537682A1 publication Critical patent/CS537682A1/en
Publication of CS240502B1 publication Critical patent/CS240502B1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Vynález patří do odboru elektrotechniky a rieši zapojenie odstraňujúce vplyv zvodových prúdov a parazitných kapacit na kvázistatickú kapacitno-napaťovú křivku MIS štruktúry. Jeho podstata je v tom, že generátor je cez odporovo kapacitný merací blok, cez prúdovo-napaťový převodník připojený na sumačný obvod, na ktorý je připojený ešte zapisovač.The invention belongs to the field of electrical engineering and solves the connection eliminating the influence of leakage currents and parasitic capacitances on the quasi-static capacitance-voltage curve of the MIS structure. Its essence is that the generator is connected to the summing circuit, to which a recorder is also connected, via a resistance-capacitive measuring block and a current-voltage converter.

Description

240502240502

Vynález sa týká zapojenia odstraňujúcehovplyv zvodových prúdov a parazitných ka-pacit na kvázistatickú kapacitno-napáťovúkřivku MIS štruktúry.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for removing leakage currents and parasitic capacitances from a quasi static capacitance curve of an MIS structure.

Kvázistatický sposob merania kapacitno--napatových závislosti METAL — INSULA-TOR — SEMICOIýDUCTOR kov — izolant — — polovodič štruktúr v ďalšom umožňujev krátkom čase získat závislost diferenciál-ně] kapacity MIS štruktúry od napátia naštruktúre.Quasi-static method of measuring capacitance-voltage dependencies METAL - INSULA-TOR - SEMICOIDUCTOR metal - insulator - - semiconductor structures in the next time to obtain the dependence of differential] MIS structure capacity from stress to structure.

Princip metody spočívá v meraní maléhojednosměrného prúdu rádu 10"12 A, tečú-ceho da štruktúry ako dosledok přiložené-ho s časom lineárně narastajúceho napá-tia. V případe dostatočne pomalých zmiennapátia na štruktúre dostáváme grafickýmzáznamom prechádzajúceho prúdu a napá-tia n štruktúre t. zv. Nízkofrekvenčná ka-pacitno-napáťová závislost MIS štruktúry.Tento sposob merania nízkofrekvenčnej ka-pacitno-napáťovej závislosti MIS štruktúr jez časového i ekonomického hfadiska výhod-nější, ako meranie nízkofrekvenčnej kapa-citno-napáťovej závislosti klasickým spéso-bom, ktorý na meranie diferenciálnej ka-pacity MIS štruktúry využívá kapacitný mostpre velmi nízké frekvencie. Velkým nedo-statkom kvázistatickej metody je citlivostna ohmický prúd tečúci cez izolačný odporvzoriek. Ohmický prúd sa v případe běžné-ho usporiadania pracoviska zapisuje súčas-ne s kapacitným prúdom MIS štruktúry, atým dochádza k deformácii kapacitno-na-páťovej závislosti.The principle of the method consists in measuring a small unidirectional current of the order 10 "12A, flowing to the structure as a consequence of the attached linearly increasing voltage. In the case of sufficiently slow variations on the structure, we get a graphical recording of the passing current and the voltage n of the structure t. The low-frequency capacitance-voltage dependence of the MIS structure. This method of measuring the low-frequency capacitance-voltage dependence of the MIS structures is more advantageous in terms of time and economy than the measurement of low-frequency capacitance-voltage dependence by the classical method of measurement. The differential capacitance of the MIS structure utilizes a capacitive bridge for very low frequencies, and the ohmic current is written simultaneously with the capacitive current of the MIS structure by the large current of the quasi-static method. capacitance-to-filament dependence is distorted.

Uvedené nedostatky rieši zapojenie od-straňujúce vplyv zvodových prúdov a para-zitných kapacit na kvázistatickú kapacitno--napáťovú křivku MIS štruktúry podlá vy-nálezu, ktorého podstata je v tom, že dru-há napátová svorka generátore je připoje-ná jednak na tretiu svorku sumačného ob-vodu, jednak na prvú svorku zapisovača ajednak cez odporovo· kapacitný merací bloka cez prúdovo napáťový převodník na dru-hů svorku sumačného obvodu, pričom prvánapátová svorka generátora je připojenána prvú svorku sumačného obvodu, ktoré-ho štvrtá svorka je připojená na druhů svor-ku zapisovača. Ďalej prvá svorka sumačné-ho obvodu je připojená cez uzemněný prvýpremenný odpor a'cez druhý odpor jednakna prvý odpor a jednak na neinvertujícívstup diferenciálneho zosilňovača a ďalejtretia svorka sumačného obvodu je připo-jená cez uzemněný druhý premenný od-por, ďalej cez štvrtý odpor a jednak cezpiaty odpor na štvrtú svorku sumačného· ob-vodu a jednak na invertující vstup diferen-ciálneho zosilňovača. Výhodou zapojenia podlá vynálezu je vneustálom odpočítávání rušivých zložiek — — parazitnej kapacity a zvodového prúduod celkového prúdu a tým sa zabraňuje de-formácii kapacitno-napáťových kriviek MISštruktúry a niekofkonásobne sa zvyšujepřesnost kvázistatickej metody.The above mentioned drawbacks are solved by the connection eliminating the influence of leakage currents and capacitive capacities on the quasi-static capacitance-voltage curve of the MIS structure according to the invention, the principle of which is that the second voltage terminal of the generator is connected to the third terminal summation circuit, both to the first recorder terminal and to the resistive capacitance measuring block via the current voltage converter to the second summator terminal, the first voltage generator terminal being connected to the first summator terminal to which the fourth terminal is connected to the terminal type -ku recorder. Further, the first summation terminal is connected via a grounded first-to-ground resistor and the second resistor is a first resistor, and a non-inverting differential amplifier input, and a third resistor circuit terminal is connected via a grounded second resistor, further through a fourth resistor, and secondly. the resistor on the fourth summation terminal and on the inverting differential amplifier input. The advantage of the connection according to the invention is the constant counting of the interfering components - the parasitic capacitance and the leakage current of the total current, thus preventing the deformation of the capacitive-voltage curves of the MIS structure and increasing the accuracy of the quasi-static method several times.

Na priloženom výkrese je znázorněné za-pojenie odstraňujúce vplyv zvodových prú-dov a parazitných kapacit na kvázistatickúkapacitno-napáťovú křivku MIS štruktúry. V zapojení je druhá napátová svorka 19generátora 4 připojená jednak na tretiusvorku 3 sumačného· obvodu 15, jednak naprvú svorku x zapisovača 17 a jednak cezodporovo kapacitný merací blok 5, cez prú-dovo napáťový převodník 6 na druhů svor-ku 2 sumačného obvodu 15. Prvá napáťo-vá svorka 18 generátora 4 je připojená, naprvú svorku 1 sumačného obvodu 15, kto-rého štvrtá svorka 16 je připojená na dru-hů svorku y zapisovača 17. Ďalej prvá svorka 1 sumačného obvodu15 je připojená cez uzemněný prvý premen-ný odpor 7 a cez druhý odpor 9 jednak naprvý odpor 8 a jednak na neinvertujúcivstup diferenciálneho zosilňovača 10, kto-rého výstup je připojený na štvrtú svor-ku 16 sumačného obvodu 15, pričomdruhá svorka 2 sumačného obvodu 15 jepřipojená cez třetí odpor 11 na invertujú-ci vstup diferenciálneho zosilňovača 10 aďalej tretia svorka 3 sumačného obvodu 15je připojená cez druhý premenný odpor 14,ďalej cez štvrtý odpor 12 jednak cez piatyodpor 13 na štvrtú svorku 16 sumačného·obvodu 15, a jednak na invertujúci vstupdiferenciálneho zosilňovača 10. Úlohou obvodu je získat napatie Uvyst,ktoré je úměrné len kapacitnému prúduIcmis, tečúceho cez štruktúru MIS.In the accompanying drawing, there is shown a device for eliminating the influence of leakage currents and parasitic capacities on the quasi-static capacitance-voltage curve of the MIS structure. In the circuit, the second voltage terminal 19 of the generator 4 is connected, on the one hand, to the third terminal 3 of the summing circuit 15, on the other hand, to the other terminal x of the recorder 17 and secondly to the capacitor capacitance measuring block 5 via the current-voltage converter 6 to the terminals 2 of the summing circuit 15. First the voltage terminal 18 of the generator 4 is connected, for example, to the terminal 1 of the summation circuit 15, the fourth terminal 16 being connected to the second terminal y of the recorder 17. Further, the first terminal 1 of the summation circuit 15 is connected via a grounded first variable resistor 7 and through a second resistor 9, first, a resistor 8 and a non-inverting input of the differential amplifier 10, the output of which is connected to a fourth terminal 16 of the summing circuit 15, the second terminal 2 of the summing circuit 15 being connected via a third resistor 11 to an inverting input of the differential the amplifier 10 and then the third terminal 3 of the summing circuit 15 is connected via a second variable resistor 14, further across the quad resistor 12, first through fourth piatyodpor 13 to terminal 16 · sumačného circuit 15, and secondly to an inverting amplifier 10. The role vstupdiferenciálneho circuit is to obtain a strain of Uvyst which is proportional to only the capacitive prúduIcmis, flowing through the MIS structure.

Princip činnosti spočívá v tom, že na vý-stupnej svorke 16 sumačného obvodu 15sa udržiava napatie dané vztahomUvyst = - K2U2 - K3U3 (I) Dá sa ukázat, že pri splnění požadovanýchpodmienok pre napátia U1; U2, U3 a přeno-sové konštanty Kb K2, K3 dosiahneme správ-nu činnost zapojenia.The principle of operation is that at the output terminal 16 of the summing circuit 15, the voltage given by the relationship = U2 = K2U2 - K3U3 (I) is maintained. It can be shown that upon meeting the required conditions for voltage U1; U2, U3 and transfer constants Kb K2, K3 achieve the correct wiring activity.

Pre napatie U platí vztah: (Π)For U-tension, the following applies: (Π)

Napatie U2 je úměrné celkovému prúduštruktúry MIS a parazitnej kapacity CPAR.ný odpor 7, a cez druhý odpor 9 jednak načo· je přenosová konstanta prúdovo-napáťo-vého prevodníka 6.The voltage U2 is proportional to the total MIS structure and the parasitic capacitance CPAR resistor 7, and through the second resistor 9 is the current-to-voltage transducer transmission constant 6.

Pre napátie U2 platí: U2 = K (Irpar + Icrar + Icmis)alebo U2 = K—^- + KCRAr -¾¾ KCmisFor U2 voltage: U2 = K (Irpar + Icrar + Icmis) or U2 = K - ^ - + KCRAr -¾ KCmis

KpAR UL Úl (III)KARAR UL Úl (III)

Pre napátie U3 na vstupnej tretei svor-ke 3 sumačného obvodu 15 platí:For voltage U3 on input terminal 3 of summation circuit 15:

Claims (2)

240502 U3 = UG (IV) Předpokládáme, že platí: K2.K = K3 . Rpar (V) a Ki.K‘ = K2 . K . CPAR (VI) pričom hrot meracieho přípravku je spuš-těný tesne nad meranú štruktúru MIS. Vtedy celkový prúd pozostáva z prúdutečúceho cez parazitnú kapacitu CPAR. Otá-čením prvého premenného odporu 7 nasta-víme nulové napatie na štvrtej výstupné)svorky 16 sumačného obvodu 15. Potom při-pojíme meranú štruktúru MIS spuštěnímhrotu meracieho přípravku a zastavíme čin-nost generátora 4, dUG „ . ——— = 0. Na meranej Potom po dosadení vzťahov (II),(IV) do vztahu (I) dostaneme: (III), Uvyst —K‘Ki dUG dt K,K- Ug Rpar - K2K CPAR - - K2K Cmis K3.UG (VII) Po úpravě a dosadení vzťahov. (V), (VI)do vztahu (VII) dostaneme: Uvyst — —K2K Cmis ,.° (VIII) Pretože = konšt., můžeme napísať: Uvyst — K“ . Cmis (IX) kde K“ = —K2K dUG dt Přenosové konstanty Ki a K3 sa dajú na-stavit pomocou prvého a druhého premen-ného odporu 7 a 14. Pri praktickej činnos-ti sa přenosová konstanta Kj nájde tak, že dUr sa uvedu do činnosti generátor 4 - --- · 0, štruktúre MIS je napatie UG — konšt. Celkový prúd struktury MIS sa terazskládá len z prúdu pretekajúceho cez para-zitný odpor Rpar štruktúry MIS. Otáčanímdruhého premenného odporu 14 nastavímeopát nulové napatie na štvrtej svorke 16sumárneho obvodu 15. Takto nastavený sumačný obvod 15 mů-žeme použit pre meranie kapacitno-napa-ťových závislostí štruktúry MIS aj pre ce-lu sériu vzoriek. Pre velmi přesné meraniesa doporučuje nastavovat přenosové kon-štanty IQ a K3 pre každú meranú vzorkuzvlášť. Zoznam symbolov: C — kapacita F Cmk — kapacita štruktúry MIS F Cpar — parazitná kapacita hrotového pří-pravku F Irrar — prúd pretekajúci cez parazitnýodpor štruktúry MIS A Icpar — prúd pretekajúci cez parazitnúkapacitu štruktúry MIS A Icmis — kapacitný prúd štruktúry MIS A K, K1( K2, K3 — přenosové konstanty U — napatie V UG — napatie privádzané na štruktúruMIS V UR — výstupné napatie generátora V Uvyst — výstupné napatie sumačného ob-vodu 15 V Ub U2, U3 — vstupné napátia sumačnéhoobvodu 15 V Rpar — parazitný odpor štruktúry MIS. PREDMET240502 U3 = UG (IV) We assume that: K2.K = K3. Rpar (V) and Ki.K ‘= K2. K. CPAR (VI) wherein the tip of the measuring jig is triggered just above the measured MIS structure. Then the total current consists of flowing through the parasitic capacity CPAR. By turning the first variable resistor 7, we set the zero voltage to the fourth output terminal 16 of the summing circuit 15. Then, the measured MIS start-up of the measuring jig is connected and the generator 4, dUG ' ——— = 0. On the measured Then after substituting the relations (II), (IV) into the relation (I) we get: (III), Uvyst —K'Ki dUG dt K, K- Ug Rpar - K2K CPAR - - K2K Cmis K3.UG (VII) After adjusting and establishing relationships. (V), (VI) in relation (VII) we get: Uvyst - —KKK Cmis,. ° (VIII) Because = constant, we can write: Uvyst - K “. Cmis (IX) where K '= -K2K dUG dt The transmission constants Ki and K3 can be set using the first and second variable resistors 7 and 14. In practical operation, the transmission constant K i is found such that dUr is given by the generator 4 - --- · 0, the structure of MIS is the voltage UG - constant. The total current of the MIS structure is now only stored from the current flowing through the parity resistor Rpar of the MIS structure. By rotating the second variable resistor 14, I set the zero tension at the fourth terminal 16 of the sonic circuit 15. The summation circuit 15 thus set can be used to measure the capacitance-voltage dependencies of both the MIS structure and the entire series of samples. For very accurate measurements, it recommends setting the IQ and K3 transmission con- ditions in particular for each sample being measured. List of symbols: C - capacity F Cmk - capacity of structure MIS F Cpar - parasitic capacity of spike F Irrar - current flowing through parasitic resistance of MIS structure A Icpar - current flowing through parasitic capacitance of MIS A Icmis - capacitance current of structure MIS AK, K1 ( K2, K3 - transmission constants U - voltage V UG - voltage applied to the structureMIS V UR - generator output voltage V Uvyst - output voltage of summation circuit 15 V Ub U2, U3 - input voltage of summation circuit 15 V Rpar - parasitic resistance of MIS structure. OBJECT 1. Zapojenie odstraňujúce vplyv zvodovýchprúdov a parazitných kapacit na kvázista-tickú kapacitno-napáťovú křivku MIS štruk-túry, vyznačené tým, že druhá napáťovásvorka (19) generátora (4) je připojenájednak na tretiu svorku (3) sumačného ob-vodu (15), jednak na prvú svorku (x) za-pisovača (17) a jednak cez odporovo ka-pacitný merací blok (5) a cez prúdovona-páťový převodník (6) na druhů svorku (2)sumačného obvodu (15), pričom prvá na-pěťová svorka (18) generátora (4) je při-pojená na prvú svorku (1) sumačného ob- vynAlezu vodu (15), ktorého štvrtá svorka (16) jepřipojená na druhů svorku (y) zapisova-ča (17).1. A wiring eliminating the influence of leakage currents and parasitic capacities on a quasi-static capacitance-voltage curve of the MIS structure, characterized in that the second voltage terminal (19) of the generator (4) is connected to the third terminal (3) of the summation circuit (15) on the one hand, on the first clamp (x) of the writer (17) and on the other hand via the resistive capacitive measuring block (5) and via the flow-band converter (6) on the terminal (2) of the summing circuit (15), the first on the voltage terminal (18) of the generator (4) is connected to the first summation terminal (1) of water (15), the fourth terminal (16) of which is connected to the recorder terminal (s) (17). 2. Zapojenie pódia bodu 1 vyznačené tým,že prvá svorka (1) sumačného obvodu (15)je připojená cez uzemněný prvý premennýodpor (7) a cez druhý odpor (9), jednak nauzemněný prvý odpor (8) a jednak na ne-invertujúci vstup diferenciálneho zosilňo-vača (10), ktorého výstup je připojený naštvrtú svorku (16) sumačného obvodu (15),pričom druhá svorka (2) sumačného obvo- 240502 du (15) je připojená cez třetí odpor (11)na invertujúci vstup diferenciálneho zosil-ňovača (10) a ďalej tretia svorka (3) su-mačného obvodu (15) je připojená cez. u-zemnený druhý premenný odpor (14), ďa- lej cez štvrtý odpor (12) a. jednak cez pia-ty odpor (13) na štvrtú svorku (16) sumač-ného obvodu (15) a jednak na invertujúcivstup diferenciálneho zosilňovača (10). 1 list výkresov2. Connection of the stage of claim 1, characterized in that the first terminal (1) of the summing circuit (15) is connected via a grounded first variable (7) and via a second resistor (9), on the other hand, the grounded first resistor (8) and the non-inverting the input of the differential amplifier (10), the output of which is connected to the fourth terminal (16) of the summation circuit (15), the second terminal (2) of the summation circuit 240502 du (15) being connected via the third resistor (11) to the inverting input of the differential the amplifier (10) and further the third terminal (3) of the scanning circuit (15) is connected via. a grounded second variable resistor (14) passing through a fourth resistor (12) and a second resistor (13) to a fourth terminal (16) of the summing circuit (15) and an inverting input of the differential amplifier ( 10). 1 sheet of drawings
CS825376A 1982-07-14 1982-07-14 Wiring eliminating the influence of leakage currents and parasitic capacities on the quasi-static capacitance-voltage curve of the MIS structure CS240502B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS825376A CS240502B1 (en) 1982-07-14 1982-07-14 Wiring eliminating the influence of leakage currents and parasitic capacities on the quasi-static capacitance-voltage curve of the MIS structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS825376A CS240502B1 (en) 1982-07-14 1982-07-14 Wiring eliminating the influence of leakage currents and parasitic capacities on the quasi-static capacitance-voltage curve of the MIS structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS537682A1 CS537682A1 (en) 1985-07-16
CS240502B1 true CS240502B1 (en) 1986-02-13

Family

ID=5398548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS825376A CS240502B1 (en) 1982-07-14 1982-07-14 Wiring eliminating the influence of leakage currents and parasitic capacities on the quasi-static capacitance-voltage curve of the MIS structure

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS240502B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS537682A1 (en) 1985-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cristaldi et al. Harmonic power flow analysis for the measurement of the electric power quality
US3868578A (en) Method and apparatus for electroanalysis
US6843137B2 (en) Flowmeter fault detection
DE3200362A1 (en) TEST DEVICE FOR DETERMINING VIBRATION PROPERTIES
CN212514879U (en) Op amp test system
Arpaia et al. A critical note to IEEE 1057-94 standard on hysteretic ADC dynamic testing
US3717566A (en) Corrosion ratemeter
CN112526433A (en) Lightning protection element tester calibration method based on timing voltage measurement method
CA1119253A (en) Capacitive pick-off circuit
CS240502B1 (en) Wiring eliminating the influence of leakage currents and parasitic capacities on the quasi-static capacitance-voltage curve of the MIS structure
CN206378535U (en) A kind of detection platform of small resistor resistance
CN115560662A (en) A PVDF piezoelectric sensor strain measurement circuit conditioning device
US20120197566A1 (en) Instrumentation for measurement of capacitance and resistance at high resistance values with improved dynamic range and method for using same
CN219742702U (en) Peak-hold blood sugar ac impedance measuring device
US4040931A (en) Corrosion ratemeter
Jain et al. Self-balancing digitizer for resistive half-bridge
CN207036946U (en) A kind of current measuring device
RU2135987C1 (en) Coulometric plant with controlled potential
US3911362A (en) Statistical analog monitor
Duncan Energy processing techniques for stress wave emission signals
US2791747A (en) Computing voltmeter
CN214845485U (en) High-precision measuring circuit for resistance value of M omega-level resistor
Sakthivel et al. A Simple, Linear Circuit for Measuring fF Range of Capacitances with Improved Performance
SU550592A1 (en) Measuring capacitors capacitors, shunted resistors
RU2121291C1 (en) Device for measuring of electrodermal resistance