CS243094B1 - Nedestruktivní indikátor poruch v polovodičových součástkách s přechodem PN nebo přechodem kov-polovodič - Google Patents

Abstract

Zapojení řeší problém třídění polovodičových součástek s přechodem PN nebo přechodem kov-polovodič z hlediska elektricky aktivních poruch v přechodu. Uvedený přístroj umožňuje roztřídění součástek podle závěrného napětí přechodu a podle kvality přechodu. Podstata zapojení spočívá v tom, že se měřená součástka připojí ve zpětném směru na zdroj stejnosměrného proudu a snímá se jednak šumové napětí na zatěžovacím odporu zapojeném do série s měřenou polovodičovou součástkou, jednak stejnosměrné napětí na součástce. Šumové napětí se zesílí nízkošumovým zesilovačem a obě napětí, stejnosměrné i šumové, se porovnávají se zvolenými hodnotami napětí Us0 a UN0. Vyřazují se součástky, jejichž stejnosměrné napětí je menší než Uso a efektivní hodnota šumového napětí větší než UN0. Zapojení může být využito zejména při výstupní kontrole a mezioperační kontrole při výrobě polovodičových součástek.

Description

Vynález se týká zapojení nedestruktivního indikátoru poruch v polovodičových součástkách s přechodem PN nebo přechodem kov-polovodič.

Poruchy v polovodičových součástkách se v současné době zjišťují řadou metod. Do první skupiny náleží nedestruktivní metody, založené na sledování voltampérové charakteristiky, závislosti kapacity přechodu PN na napětí a frekvenci a v případě luminiscenčních polovodičových součástek též optických charakteristik. Tyto metody nejsou obecně dostatečně citlivé pro indikaci poruch. Další skupinu tvoří analytické metody, které jsou všeobecně destruktivní a nejsou vhodné pro výstupní kontrolu uvedených součástek.

Podstatu vynálezu tvoří nedestruktivní indikátor poruch v polovodičových součástkách s přechodem PN nebo přechodem kov-polovodič, který se sestává ze zdroje stejnosměrného proudu, zesilovače šumového signálu, měřiče stejnosměrného napětí, dvou komparátorů, logického členu a indikačního zařízení. Vstup zesilovače šumového signálu je připojen na měřenou součástku a výstup je veden na první komparátor. Měřič stejnosměrného napětí je vstupem připojen na měřenou součástku, výstupem na druhý komparátor. Vstupy logického· členu jsou připojeny k výstupu komparátorů. Výstup logického členu je připojen na vstup indikačního zařízení.

Podstatnou výhodou navrženého zařízení je možnost získat v krátkém časovém intervalu (řádově lOsj informaci o zdrojích poruch v měřené součástce nedestruktivním způsobem, takže zařízení lze využívat v průběžné a při výstupní kontrole v procesu výroby uvedených součástek.

Nedestruktivní indikátor poruch v polovodičových součástkách s přechodem PN nebo přechodem kov-polovodič sestává ze zdroje proudu, zesilovače šumového signálu, měřiče stejnosměrného napětí, dvou komparátorů, logického členu a indikačního zařízení.

Schéma indikátoru poruch v polovodičových součástkách je na obr., kde 1 značí zdroj stejnosměrného proudu, 2 — měřič stejnosměrného napětí, 3 — druhý komparátor, 4 — logický člen, 5 — zesilovač šumového signálu, 6 — první komparátor, 7 — indikační zařízení, D — měrná součástka, Rz — zatěžovací odpor a C — kondenzátor.

Zesilovač 5 šumového signálu je připojen vstupem na měřenou součástku D a výstupem na první komparátor 6, měřič 2 stejnosměrného napětí je vstupem připojen na měřenou součástku D a výstupem na druhý komparátor 3, vstupy logického· členu 4 jsou připojeny k výstupu komparátorů 3 a 6 a výstup logického členu 4 na indikační zařízení 7.

Funkce zařízení spočívá ve vyhodnocení stejnosměrné a šumové složky napětí na měřené součástce D. Stejnosměrné napětí se snímá na měřené součástce D zapojené ve zpětném směru přechodu PN nebo přechodu kov-polovodič.

Šumové napětí se snímá na zatěžovacím odporu Rz zapojeném do série s měřenou součástkou D. Informaci o poruchách v měřené součástce D získáváme ze závislosti stejnosměrné složky proudu na napětí a ze závislosti šumového napětí na napětí měřené součástky D. Maximální hodnota proudu I_M při měření měřené součástky D se volí tak, aby v měřené součástce D nedocházelo k ireversibilním procesům. Maximální hodnota proudu I_M se určí ze vztahu: I_M — = n. I_Ri, kde I_Ri je proud ve zpětném směru při napětí 0,1 V a hodnota součinitele n se volí obvykle 5 až 10.

Součinitel n je určen empiricky a označuje míru zatížení měřené součástky ve zpětném směru.

Blokové schéma přístroje je na výkresu. Zdroj 1 stejnosměrného proudu napájí měřenou součástku D. Napětí U_s na měřené součástce D je měřeno, měřičem 2 stejnosměrného napětí, jehož výstup je veden do druhého komparátorů 3. Zde se srovnává zjištěná hodnota U_s s nastavenou zvolenou hodnotou U_so. Výstup druhého komparátorů 3 je veden do logického členu 4. Kondenzátor C uzavírá obvod měřené součástky D pro· střídavou složku proudu a současně ovlivňuje rychlost narůstání napětí na měřené součástce D. Šumové napětí na zatěžovacím odporu R_z je vedeno na vstup zesilovače 5 šumového signálu a po zesílení do prvního· komparátorů 6, kde je jeho absolutní hodnota porovnána se zvolenou hodnotou U_N0. Výstup prvního komparátorů 6 je rovněž veden na logický člen 4, který vyhodnotí informaci z komparátorů 3 a 6 a signalizuje indikačním zařízením 7, zda součástka splňuje současně obě podmínky (Un) < Umo 3 U_s > U_sq.

Indikátor poruch umožňuje roztřídit polovodičové součástky s přechodem PN nebo kov-polovodič podle kvality technologického provedení přechodu. Lze jej efektivně využít při mezioperační a výstupní kontrole při výrobě polovodičových součástek. Dále může sloužit při prognóze spolehlivosti součástek a jejich výběru pro konstrukci zařízení s vysokou spolehlivostí.

Claims (1)

1. PREDMET

   Nedestruktivní indikátor poruch v polovodičových součástkách s přechodem PN nebo přechodem kov-polovodič, skládající se ze zdroje proudu, zesilovače šumového signálu, měřiče stejnosměrného napětí, dvou komparátorů, logického členu a indikačního zařízení, vyznačený tím, že zesilovač (5) šumového signálu je připojen vstupem na

   VYNALEZU měřenou součástku (D) a výstupem na první komparátor (6J, měřič (2) stejnosměrného napětí je vstupem připojen na měřenou součástku (D) a výstupem na druhý komparátor (3j, vstupy logického členu (4j jsou připojeny k výstupu komparátorů (3) a (6} a výstup logického členu (4] na indikační zařízení (7).