HU209212B - Arrangement for measuring heat-variable dc and/or high frequency parameters of the semiconductor devices in the course of operation and thermostat for operating and/or measuring semiconductor devices in a filed of variable temperature - Google Patents

Arrangement for measuring heat-variable dc and/or high frequency parameters of the semiconductor devices in the course of operation and thermostat for operating and/or measuring semiconductor devices in a filed of variable temperature Download PDF

Info

Publication number
HU209212B
HU209212B HU69991A HU69991A HU209212B HU 209212 B HU209212 B HU 209212B HU 69991 A HU69991 A HU 69991A HU 69991 A HU69991 A HU 69991A HU 209212 B HU209212 B HU 209212B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
thermostat
connector
heat
semiconductor device
measuring
Prior art date
Application number
HU69991A
Other languages
Hungarian (hu)
Other versions
HU910699D0 (en
HUT60548A (en
Inventor
Bela Szentpali
Gyoergy Reisinger
Ferenc Reisz
Laszlo Lukacs
Original Assignee
Mta Mueszaki Fiz Kutato Inteze
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 Mta Mueszaki Fiz Kutato Inteze filed Critical Mta Mueszaki Fiz Kutato Inteze
Priority to HU69991A priority Critical patent/HU209212B/en
Publication of HU910699D0 publication Critical patent/HU910699D0/en
Publication of HUT60548A publication Critical patent/HUT60548A/en
Publication of HU209212B publication Critical patent/HU209212B/en

Links

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

A találmány tárgya egyrészt mérési elrendezés félvezető eszközök hőfokfüggő egyenáramú és/vagy nagyfrekvenciás paramétereinek működés közbeni mérésére, amely mérési elrendezés digitális számítógépet paramétermérő berendezést, hőfokszabályozót, hőmér- sékletmérőt és vezérelhető tápegységet, valamint termosztátot és a termosztátban elhelyezkedő két hőmérővel, félvezetőeszköz-csatlakozóval és fűtőtesttel ellátott, a termosztát fedeléhez kapcsolódó félvezetőtartólapot tartalmaz, ahol a paramétermérő berendezés HU 209 212 B A leírás terjedelme: 10 oldal (ezen belül 3 lap ábra)SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a measuring arrangement for measuring the temperature-dependent DC and / or high frequency parameters of semiconductor devices during operation, which is a measuring arrangement of a digital computer parameter measuring device, a temperature controller, a temperature sensor and a controllable power supply, as well as a thermostat and two thermometers in the thermostat, a semiconductor device connector and a heater. equipped with a semiconductor support plate connected to the thermostat cover, where the parameter measurement device is in the scope of EN 209 212 BA: 10 pages (including 3 sheets)

Description

jelkimenete, a hőmérsékletmérő jelkimenete és a hőfokszabályozó alapjelbemenete, valamint a tápegység vezérlőbemenete egy interface-en keresztül a számítógéphez kapcsolódik. A találmány lényege az, hogy a termosztát (T) 370 W/m.K, illetve ennél jobb hővezetőképességű fémből, előnyösen vörösrézből készült burkolatához, 30 W/m.K, illetve ennél rosszabb hővezetőképességű fémből készült távtartókkal (9) hozzáerősített félvezetőtartólap egy, a fűtőtestet és a két hőmérőt (21, 24) tartalmazó fémtömbből és egy, ezzel jó hőcsatolású kapcsolatban lévő, a mérendő félvezető eszköz (20) tokjának megfelelő formájú mintaüreggel (26) ellátott, 370 W/m.K, illetve ennél jobb hővezető képességű anyagból, előnyösen vörösrézből készült elemtartó lapból (13) áll, ahol a fémtömb, az elemtartó lap (13), a hőmérők (21, 24), a fűtőtest együttes tömege 5-10 gramm, és ezen elemek, valamint a félvezető eszköz (20), egy legalább 370 W/m.K hővezető anyagból, előnyösen vörösrézből készült falú a termosztát (T) belsejében lévő, a félvezetőtartólapot beburkoló, hőámyékoló fazékban (11) helyezkedik el, és a termosztát (T) egy DEWAR-palack (5) belső terében lévő folyékony hűtőközegbe, előnyösen folyékony nitrogénbe (6), merül és a félvezető eszköz (20) egy koaxkábelen (14) keresztül csatlakozik a termosztát (T) külső részen elhelyezett koaxcsatlakozóhoz (3), amelytől egy koaxkábelen (34) keresztül a paramétermérő berendezés (M) mérőbemenetére, az egyik hőmérő (21) a hőfokszabályozó (V) mérőbemenetére, a másik hőmérő (24) a hőmérsékletmérő (H) jelbemenetére csatlakozik, emellett a hőfokszabályozó (V) szabályozó jelkimenete a fűtőtestre kapcsolódik, és a DEWARpalackban (5) egy további fűtőtest (F) helyezkedik el, amely a tápegység (TE) kimenetére van kötve.The signal output of the thermometer and the setpoint input of the thermostat and the control input of the power supply are connected to the computer via an interface. It is an object of the present invention that a semiconductor plate mounted on the housing of a thermostat (T) of 370 W / mK or better, preferably copper, with spacers (9) of 30 W / mK or less, has a heating element and a battery holder made of a block of metal containing two thermometers (21, 24) and a sample cavity (26) of good shape and having a heat cavity (26) of a shape corresponding to the housing of the semiconductor device (20) to be measured, preferably copper consisting of a sheet (13) of a weight of 5 to 10 grams of the metal block, the battery support sheet (13), the thermometers (21, 24), and the elements and the semiconductor device (20), a minimum of 370 W / mK heat-conducting material, preferably copper-plated, with a thermowell inside the thermostat (T) which wraps the semiconductor carrier plate The thermostat (T) is immersed in a liquid refrigerant, preferably liquid nitrogen (6) in the interior of a DEWAR bottle (5) and the semiconductor device (20) is connected via a coaxial cable (14). thermostat (T) for a coaxial connector (3) located externally, from which a coaxial cable (34) to the measuring input (M) of the parameter measuring device, one thermometer (21) to the measuring input of the temperature controller (V) and the other thermometer (24) ), the temperature output of the temperature controller (V) is connected to the heater and an additional heater (F) is connected to the DEWAR cylinder (5), which is connected to the output of the power supply (TE).

A találmány tárgya egyrészt egy mérési elrendezés, amelynek segítségével tokozott félvezető eszközök (diódák, tranzisztorok stb.) egyenáramú, valamint kisés nagyfrekvenciás paramétereit lehet működés közben különböző jól definiált hőmérsékleti körülmények között, automatikusan meghatározni; másrészt egy olyan 25 kisméretű és alacsony energiafogyasztású termosztát, amelyben tokozott félvezető eszközön, széles hőmérséklet-tartományban, működés közben mérhetők az egyenáramú, valamint a kis- és nagyfrekvenciás paraméterek. A mérések hőmérséklet-tartománya 77 K-tól 30 650 K-ig terjed. A beállási pontosság 1 K nagyságrendű, a stabilitás jobb mint 0,3 K.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a measuring arrangement by means of which high frequency parameters of dc and transient semiconductor devices (diodes, transistors, etc.) can be automatically determined during operation at various well-defined temperature conditions; on the other hand, a small and low-power thermostat in which a DC, low- and high-frequency parameters can be measured on a semiconductor device encoded over a wide temperature range. The temperature range of the measurements ranges from 77 K to 30 650 K. A positioning accuracy of 1 K and a stability better than 0,3 K.

A félvezető alkatrészek gyártása és K+F munkái során gyakran felmerülő feladat a félvezető elem villamos paramétereinek mérése változó hőmérséklet mellett.It is a common task during semiconductor component manufacturing and R&D to measure semiconductor electrical parameters at varying temperatures.

Ezen mérések segítségével számos, a félvezetővel kapcsolatos tulajdonság határozható meg, pl.These measurements can be used to determine a number of semiconductor properties, e.g.

- az áram-feszültség karakterisztikák hőmérsékletfüggéséből a beépült feszültségek;- the built-in voltages from the temperature dependence of the current-voltage characteristics;

- a termikusán stimulált árammérésekből a szenynyezők:- from thermally stimulated current measurements, impurities:

- az alkalmazott oxidrétegek szigetelőképessége és az esetleges szennyezettsége;- insulating capacity and possible contamination of the applied oxide layers;

- a kapacitás-feszültség görbe az adalékkoncentrációra ad információt;- the capacity-voltage curve gives information on the additive concentration;

- a kapacitás-idő-hőmérséklet összefüggés a mélynívók hatáskeresztmetszetére és aktivációs energiájára (DLTS);- Capacity-Time-Temperature Relationship for Deep Level Cross Section and Activation Energy (DLTS);

- a nagyfrekvenciás S-paraméterek mérése alapján az elem villamos helyettesítő képe meghatározható, és a változó hőmérsékletű méréssel ezek hőfüggése is, ez különösen parazita elemek (pl. soros ellenállások) esetén lehet fontos.- the measurement of the high-frequency S-parameters can be used to determine the electrical substitute image of the element and, with variable temperature measurement, to determine its thermal dependence, especially in the case of parasitic elements (eg series resistors).

Az ismert megoldások mindegyike valamely a fentiekben felsorolt mérések valamelyikére alkalmas.Each of the known solutions is suitable for one of the measurements listed above.

A 181136 lsz.-ú és a 182777 lsz.-ú HU (magyar) szabadalmi leírások a DLTS mérés elvégzésére alkalmas berendezéseket ismertetnek. Ezek a berendezések egy, a mérendő mintát befogadó kriosztátból, a hűtőkö- 60 zeget tartalmazó DEWAR-palackból, a hűtőközeget keringető rendszerből és elektronikus mérőberendezésből, valamint egy méréskiértékelő számítógépből állnak. A berendezés az 1-30 MHz-es tartományban méri a félvezető elem tranziens kapacitásváltozását az idő függvényében különböző hőmérsékleteken. Ezen szabadalmak az alábbiakban ismertetett vagy egyéb ismert kialakítású termosztátot alkalmaznak.Patent Nos. 181136 and 182777 (HU) disclose apparatus for performing DLTS measurement. These devices consist of a cryostat that receives the sample to be measured, a DEWAR bottle containing refrigerant, a refrigerant circulation system and electronic measuring equipment, and a weighing computer. The device measures the transient capacitance change of the semiconductor element at different temperatures over a range of 1-30 MHz. These patents employ a thermostat as described below or other known designs.

Ismertek egyéb mérési összeállítások is, melyekkel a félvezető elemek egyéb, az előzőekben már felsorolt paramétereit mérik.Other measurement configurations are also known for measuring other parameters of semiconductor elements already listed above.

A mérendő félvezető elemet ezen berendezéseknél egy fűthető-hűthető termosztátba helyezik. Ilyen termosztátkonstrukciókat ismertetnek a 220 509 lsz.-ú és a 263 878 lsz.-ú DDR szabadalmak. Ezek mindegyiké35 nél a mérendő félvezető elemet egy nagytömegű fémlapra helyezik és ezt a fémlapot vagy közvetlenül vagy sugárzó fűtéssel melegítik, illetve egy beépített csőkígyón átvezetett, egy szivattyúberendezés segítségével szabályozottan keringetett folyékony közeggel, pl. fo40 lyékony nitrogénnel, hűtik.The semiconductor element to be measured is placed in a heater-cooled thermostat in these devices. Such thermostat designs are described in DDR Patents 220,509 and 263,878. For each of these, the semiconductor element to be measured is placed on a high-density metal plate and this metal plate is heated either directly or by radiant heating, or by a liquid medium passed through a built-in tube coil and controlled by a pumping device. fo40 with liquid nitrogen, cooled.

Az ismert berendezések alkalmatlanok a félvezető elemek működés közbeni vizsgálatára gyorsan változó hőmérsékleti viszonyok mellett, különösen 100 MHz feletti frekvenciák esetén, továbbá vagy egyenáramú, 45 vagy nagyfrekvenciás (100 MHz alatti frekvenciájú) mérések elvégzésére alkalmasak.The prior art devices are inadequate for in-service testing of semiconductor elements at rapidly changing temperature conditions, particularly at frequencies above 100 MHz, and are capable of performing either direct current, 45 or high frequency (below 100 MHz) measurements.

Az ismert termosztátok nagytömegűek, nagy mennyiségű hűtőközeget és nagyteljesítményű fűtést igényelnek, így hőtehetetlenségük nagy, s alkalmatla50 nők gyors hőváltozások végrehajtására, valamint kialakításuk olyan, hogy a beléjük helyezett mintán 100 MHz-nél nagyobb (általában 30-50 MHz-nél nagyobb) mérőfrekvenciával dolgozni nem lehet. Az ismert megoldásoknál a hűtőközeg áramoltatását mozgó 55 alkatrészekkel oldják meg, ami a tapasztalatok szerint gyakran meghibásodik, mivel 77 K hőmérsékleten a hűtőközegként alkalmazott cseppfolyós nitrogénbe esetenként bekerülő víz, széndioxid stb. szilárd halmazállapotú, s ez megrongálja a mozgó alkatrészeket.Known thermostats are high in weight, require large amounts of refrigerant and high performance heating, have high heat inertia and are not suitable for women to perform rapid heat changes and are designed to work at a measurement frequency greater than 100 MHz (typically greater than 30-50 MHz). not possible. In the prior art, the flow of refrigerant is solved by moving parts 55, which are often found to fail, since water, carbon dioxide, etc., sometimes enters the liquid nitrogen used as the refrigerant at 77 K. solid state, which damages moving parts.

Találmányunkkal egy olyan mérési elrendezést ésWith the present invention, a measuring arrangement and

HU 209 212 Β termosztatot kívánunk létrehozni, amellyel 2 GHz-ig lehet a különféle tokozású (diódától az IC-ig) félvezető elemeket mérni, 770 K-tól 650 K-ig, gyorsan változó hőmérséklet mellett.HU 209 212 Β A thermostat is designed to measure semiconductor cells of various enclosures (from diode to IC) up to 2 GHz, from 770 K to 650 K at rapidly changing temperatures.

Találmányunk egyrészt mérési elrendezés félvezető eszközök hőfokfüggő egyenáramú és/vagy nagyfrekvenciás paramétereinek működés közbeni mérésére, amely mérési elrendezés digitális számítógépet, paramétermérő berendezést, hőfokszabályozót, hőmérsékletmérőt és vezérelhető tápegységet, valamint termosztátban elhelyezkedő két hőmérővel, félvezetőeszközcsatlakozóval és fűtőtesttel ellátott és a termosztát fedeléhez kapcsolódó félvezetőtartólapot tartalmaz, ahol a paramétermérő berendezés jelkimenete, a hőmérsékletmérő jelkimenete és a hőfokszabályozó alapjelbemenete, valamint a tápegység vezérlőbemenete egy interface-en keresztül a számítógéphez kapcsolódik. A találmány lényege abban van, hogy a termosztát, 370 W/m.K, illetve, ennél jobb hővezetőképességű fémből, előnyösen vörösrézből készült burkolatához. 30 W/m.K, illetve ennél rosszabb hővezetőképességű fémből készült távtartókkal hozzáerősített félvezetőtartólap egy, a fűtőtestet és a két hőmérőt tartalmazó fémtömbből és egy, ezzel jó hőcsatolású kapcsolatban lévő, a mérendő félvezető eszköz tokjának megfelelő formájú minta üreggel ellátott, 370 W/m.K, illetve ennél jobb hővezetőképességű anyagból, előnyösen vörösrézből készült elemtartó lapból áll, ahol a fémtömb, az elemtartó lap, a hőmérők a fűtőtest együttes tömege 5-10 gramm, és ezen elemek, valamint a félvezető eszköz, egy legalább 370 W/m.K hővezetőképességű anyagból, előnyösen vörösrézből készült falú, a termosztát belsejében lévő, a félvezetőtartólapot beburkoló, hőárnyékoló fazékban helyezkedik el. A termosztát egy DEWAR-palack belső terében lévő folyékony hűtőközegbe, előnyösen folyékony nitrogénbe, merül és a félvezető eszköz egy koaxkábelen keresztül csatlakozik a termosztát külső részén elhelyezett koaxcsatlakozóhoz, amelytől egy kaoxkábelen keresztül a paramétermérő berendezés mérőbemenetére, az egyik hőmérő a hőfokszabályozó mérőbemenetére, a másik hőmérő a hőmérsékletmérő jelbemenetére csatlakozik. A hőfokszabályozó szabályozójel kimenete a fűtőtestre kapcsolódik, és a DEWAR-palackban egy további fűtőtest helyezkedik el, amely a tápegység kimenetére van kötve.In one aspect, the present invention relates to a measuring arrangement for measuring the temperature-dependent DC and / or high frequency parameters of semiconductor devices in operation, comprising a digital computer, a parameter measuring device, a temperature controller, a thermometer and a controllable power supply; , where the signal output of the parameter measuring device, the signal output of the temperature meter and the setpoint input of the thermostat and the control input of the power supply are connected to the computer via an interface. It is an object of the present invention to provide a housing made of a metal having a thermal conductivity of 370 W / m.K or better, preferably copper. A semiconductor support plate attached to spacers of 30 W / mK or less with a heat conductivity metal, with a sample hollow 370 W / mK of a metal block containing the radiator and two thermometers and a well-coupled connection therewith. consisting of a material of better conductivity material, preferably of copper, wherein the total mass of the metal block, the element, the thermometers of the heater is 5-10 grams, and these elements and the semiconductor device, a material of at least 370 W / mK, preferably is placed in a heat-insulated pot with a copper-walled thermostat inside the thermostat. The thermostat is immersed in a liquid refrigerant inside a DEWAR bottle, preferably liquid nitrogen, and the semiconductor device is connected via a coaxial cable to a coaxial connector located on the outside of the thermostat, from which a thermometer to a temperature controller, The thermometer is connected to the signal input of the thermometer. The output of the thermostat control signal is connected to the heater and an additional heater is located in the DEWAR cylinder which is connected to the output of the power supply.

Találmányunk tárgya továbbá termosztát félvezető eszközök változó hőmérsékletű térben történő működtetéséhez és/vagy méréséhez, amelynek fémből készült fedele és ehhez tömítetten hozzáerősíthető edénye van, amely edényben egy, a fedélhez erősített, hőtükörrel ellátott, fűtőtesttel és hőmérővel rendelkező, fém félvezetőtartólap van elrendezve és az edénynek hőmérőkivezetése és jel ki- és bevezetése van. A találmány lényege abban van, hogy a félvezetőtartólap egy, a fedélhez legalább két, 30 W/m.K vagy ennél rosszabb hővezetőképességű fém anyagú, előnyösen rozsdamentes acél anyagú, távtartóval hozzáerősített, 370 W/m.K vagy ennél jobb hővezetőképességű fémből, előnyösen vörösrézből kialakított alaplapból, és ezen alaplaphoz jó hőcsatolással csatlakozó, 370 W/m.K vagy jobb hővezetőképességű fém, előnyösen vörösréz anyagú tönkből, továbbá a tönkre, jó hőcsatolással ráerősített, a félvezető eszköz tokjának megfelelő mintaüreggel rendelkező, 370 W/m.K vagy ennél jobb hővezető fém anyagú, előnyösen vörösréz elemtartólapból áll. Az alaplaphoz egy félvezetőeszközcsatlakozó is van hozzárendelve, amely alaplap a hozzá illeszkedő, 370 W/m.K vagy jobb hővezető anyagú, előnyösen vörösréz hőámyékoló fazékkal egy zárt belső teret alkot, amely belső térben helyezkedik el a tönk, az elemtartólap és a félvezetőeszközcsatlakozó, mimellett a tönkben annak az elemtartólap felé eső határolósíkjától 0,3-1,0 mm vastag fallal elválasztva egy furat van, melyben egy hőmérő helyezkedik el. A félvezetőeszközcsatlakozó egy koaxkábellel kapcsolódik a fedélen elhelyezett koaxcsatlakozóhoz úgy, hogy a koaxkábel ere(i) a koaxcsatlakozó érintkezőihez, míg az árnyékolóharisnya a fedélhez és az alaplaphoz van forrasztással hozzáerősítve. A hőmérők, valamint a fűtőlap kivezetései egy sokpólusú csatlakozóhoz vannak kötve. Az alaplap mélyedésében helyezkedik el a fűtőlapként kialakított fűtőtest, valamint egy külön mélyedésben a fűtőtesthőmérsékletmérő hőmérő.The present invention also relates to a thermostat for actuating and / or measuring a semiconductor device in a variable-temperature space having a metal lid and a sealed receptacle having a metal semiconductor plate having a heat reflector, a heater and a thermometer attached thereto, and has a thermometer lead and a signal input and output. SUMMARY OF THE INVENTION The semiconductor backing plate is made of a metal plate made of at least two thermally conductive metal materials, preferably stainless steel, of 370 W / mK or better, preferably copper, to the cover, and a metal having a thermal conductivity of 370 W / mK or better, preferably copper, and a heat cavity of 370 W / mK or better, preferably copper-bonded to the motherboard, having a sample cavity corresponding to the housing of the semiconductor device. battery compartment. The motherboard is also provided with a semiconductor device connector which forms a closed interior space with a matching thermal conductor pot of 370 W / mK or better, preferably copper, which is located inside the spoil, the battery compartment and the semiconductor device connector. there is a bore in which a thermometer is located separated from it by a wall 0.33 to 1.0 mm thick from its boundary plane towards the battery support plate. The semiconductor device connector is connected by a coaxial cable to the coaxial connector on the cover, such that the coaxial cable (s) is soldered to the contacts of the coaxial connector, while the shielding strap is soldered to the cover and the system board. The thermometers as well as the heater board terminals are connected to a multi-pole connector. There is a heater in the bottom of the motherboard and a heater temperature gauge in a separate groove.

Találmányunk szerinti termosztát úgy is kialakítható, hogy a fedélen egy vele azonos anyagú harang van ráerősítve, előnyösen ráhegesztve, és a koaxcsatlakozó, valamint a csatlakozó a harang tetejére van erősítve, és a koaxcsatlakozóhoz vezető koaxkábel, illetve a csatlakozóhoz vezető huzalok a fedél furatain vannak átvezetve.The thermostat of the present invention may also be configured such that a bell of the same material is attached to the cover, preferably welded, and the coaxial connector and the connector are secured to the top of the bell and the coaxial cable or wires leading to the coaxial connector are .

Találmányunk szerinti termosztát egy további kialakításánál az edényben alul, a hőárnyékoló fazék alatt, egy szitával elválasztott térrészben vízfelvevő abszorbens van.In a further embodiment of the thermostat according to the invention, a water-absorbent absorbent is provided in the space below the heat shield pot in a space separated by a sieve.

Találmányunk szerinti termosztát úgy is kialakítható, hogy az edénynek hűtőbordái vannak és a fedélen vagy a harang terején egy vákuum csatlakozóval ellátott csap van.Alternatively, the thermostat of the present invention may be provided with a heat sink for the vessel and a tap with a vacuum connector on the lid or bell space.

Találmányunkat részletesebben a rajzok alapján ismertetjük, ahol az:DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring to the drawings, in which:

1. ábra: a találmány szerinti mérési elrendezést, aFig. 1 shows a measuring arrangement according to the invention, a

2. ábra: a találmány szerinti termosztát egyik, aFig. 2 shows a thermostat according to the invention, a

3. ábra: a találmány szerinti termosztát másik kialakítását mutatja.Figure 3 shows another embodiment of the thermostat according to the invention.

A találmány szerinti mérési elrendezés, melyet az 1. ábra mutat egy 1 interface-szel rendelkező PC számítógépből, az önmagában ismert kialakítású és működésű M paramétermérő berendezésből, V hőfokszabályozóból, H hőmérsékletmérőből, TE tápegységből és az 5 DEWAR-palackban lévő 6 folyékony nitrogénbe merülő T termosztátból áll. Az 1 interface bemenetelre csatlakoznak az M paramétermérő berendezés jelkimenete(i), a V hőfokszabályozó működésjelző kimenete, a H hőmérsékletmérő jelkimenete, míg kimeneteire az M paramétermérő berendezés vezérlőbemenete, a V hőfokszabályozó alapjelbemenete és a TE tápegység vezérlőbemenete kapcsolódik.The measuring arrangement according to the invention is shown in Fig. 1 from a PC with an interface 1, a parameter measuring apparatus M of known design, a temperature regulator V, a thermometer H, a TE power supply and a liquid nitrogen submerged in DEWAR bottle 5. It consists of T thermostat. The interface input 1 is connected to the signal output (s) of the parameter meter M, the operating signal output of the temperature controller V, the signal output of the temperature meter H, and to its outputs the control input of the parameter meter M, the reference input of the temperature controller V and the control input.

Az 5 DEWAR-palackban lévő 6 folyékony nitrogén hűtőközeg mennyisége annyi, hogy a bemerített, 25The amount of liquid nitrogen refrigerant 6 contained in the DEWAR flask 5 is such that the

HU 209 212 Β hűtőbordákkal ellátott T termosztát 2 edényét, 1 fedelét és az erre erősített 31 harang egy részét elfedje. A 31 harangnak a 6 folyékony nitrogén felszíne felett lévő felső lapján van felerősítve a sokpólusú 4 csatlakozó, amihez a T termosztát belsejében lévő hőmérők kivezetései és a fűtőtest tápvezetékei kapcsolódnak, míg a 3 koaxcsatlakozóhoz a mérendő félvezető eszköz kivezetései csatlakoznak. A T termosztát felépítését, belső elrendezését a 2. és 3. ábránál ismertetjük. A T termosztátban lévő hőmérő a 4 csatlakozón és a 32 vezetéken keresztül a H hőmérsékletmérő jelbemeneteire, a fűtőlap hőmérsékletét mérő hőmérő a 4 csatlakozón és a 33 vezeték két erén keresztül a V hőfokszabályozó jelbemenetére, a V hőfokszabályozó beavatkozójel kimenete a 33 vezeték további erein és a 4 csatlakozón keresztül a T termosztát belsejében lévő fűtőtestre csatlakozik. Az 5 Dewar-palackban alul egy F fűtőtest helyezkedik el, amelynek kapcsai a TE tápegység kimenetére vannak kötve. A 25 hűtőbordákkal ellátott T termosztát az 5 Dewar-palack fenekén lévő 8 állványon áll. A T termosztát 31 harangjának tetején egy vákuumcsatlakozóval ellátott 29 csap van felerősítve, ami közvetlenül vagy egy szívócsövön keresztül a T termosztát belső terével van összekötve,EN 209 212 je Cover 2 containers, 1 lid, and a portion of the 31 bells attached to the thermostat T with heat sink. At the top of the bell 31 above the surface of liquid nitrogen 6 is the multipole connector 4, which is connected to the thermometer terminals inside the thermostat T and the heater supply lines, while the coaxial connector 3 is connected to the semiconductor device terminals to be measured. Figures 2 and 3 illustrate the structure and internal arrangement of the T thermostat. The thermometer in thermostat T through connector 4 and line 32 to the signal inputs of temperature gauge H, thermometer for heating plate temperature through connector 4 and through two wires of line 33 to temperature input V of temperature controller V, output of temperature control actuator V to other wires 33 and 4 Connects to the radiator inside the thermostat T via a connector. In the Dewar bottle 5 there is a heater F at the bottom, the terminals of which are connected to the output of the power supply TE. The T thermostat with heat sink 25 is located on 8 racks on the bottom of the 5 Dewar bottles. At the top of the bell 31 of the thermostat T is attached a pin 29 with a vacuum connection which is connected directly or through a suction pipe to the interior of the thermostat T,

A 2. ábrán a találmány szerinti T termosztát egyik lehetséges kialakítása látható. Ezen kivitelű T termosztát szerepel az 1. ábrán látható mérési elrendezésen. A T termosztát egy vörösrézből készült 2 edényből, erre illeszkedő vörösréz 1 fedélből, valamint a 2 edényben elhelyezkedő belső elemekből áll. A 2 edény felső részének hornyában elhelyezett 7 tömítés biztosítja az 1 fedél gáztömör csatlakozását. Az 1 fedél egy kiemelkedő 31 haranggal van ellátva, s belül haladnak át a 31 harang felső lapjához erősített 4 csatlakozóhoz a 35 huzalok, a 29 csaphoz a 28 szívócső és a 3 koaxcsatlakozóhoz a 14 koaxkábel, melyek az 1 fedél furatain keresztül kerülnek a 31 harang belsejébe. A külső 25 hűtőbordákkal ellátott 2 edény belsejében az 1 fedélhez, gyenge hővezetőképességű fémből, pl. rozsdamentes acélból készült 9 távtartókkal hozzáerősített, jó hővezetőképességű anyagból, pl. vörösrézből készült kerek 10 alaplap helyezkedik el. A 10 alaplap felső részén egy bemélyedés van, melyben egy 22 fűtőlap, s fölötte egy 27 hőtükör helyezkedik el. A 10 alaplap egy furattal van ellátva, melyben egy 21 hőmérő van. Ez a 21 hőmérő egy félvezetődióda. A 10 alaplap oldalpalástjára illeszkedik egy jó hővezetőképességű anyagból készült 11 hőámyékoló fazék. A 11 hőárnyékoló fazék belsejében a 10 alaplap aljához van hozzáerősítve a 12 tönk, s erre a 13 elemtartó lap, melyben a mérendő 20 félvezető eszköz tokjának megfelelő kialakítású 26 mintaüreg van, s ebben helyezhető el a 20 félvezetőeszköz. A 11 hőárnyékoló fazék, a 12 tönk, a 24 hőmérő, a 13 elemtartó lap, a 10 alaplap, a 21 hőmérő és a 22 fűtőlap együttes tömege 5-10 gramm lehet. A 11 hőámyékoló fazék belső terében, a 10 alaplaphoz egy 16 csatlakozótartóval hozzáerősítve helyezkedik el a 17 fél vezetőeszközcsatlakozó, melyhez forrasztással vagy dugós csatolással kapcsolhatók a 20 félvezető eszköz kivezetései. A 17 fél vezetőeszközcsatlakozó érintkezői a 10 alaplap és az 1 fedél furatain átmenő 14 koaxkábelhez vannak forrasztva. A 14 koaxkábel árnyékoló harisnyája 15 forrasztásokkal hozzá van erősítve a 10 alaplaphoz és az 1 fedélhez. A 12 tönkben a 12 tönknek a 13 elemtartó lap felső síkjával érintkező alsó síkjától 0,3-1,0 mm vastag fallal elválasztva helyezkedik el egy 23 furat, melyben a 20 félvezető eszköz hőmérsékletét mérő, 24 hőmérő van elhelyezve (ez egy Pt ellenálláshőmérő). A 25 hűtőbordákkal ellátott 2 edény alján, egy 18 szitával elválasztva a felső tértől vízfelvevő 19 abszorbens van. A 35 huzalok a 21 és 24 hőmérőket, valamint a 22 fűtőlapot csatlakoztatják a 4 csatlakozóhoz. A 2 edény zárt belső tere a 28 szívócsövön keresztül kapcsolódik a vákuumcsatlakozóval rendelkező 29 csaphoz.Figure 2 shows one possible embodiment of the T thermostat according to the invention. The T thermostat of this design is shown in the measuring arrangement shown in Figure 1. The thermostat T consists of a copper vessel 2, a matching copper lid 1 and internal elements within the vessel 2. A seal 7 provided in the groove of the upper part of the vessel 2 secures the gas-tight connection of the lid 1. The cover 1 is provided with a protruding bell 31 and wires 35 pass through the connector 4 attached to the upper face of the bell 31, the suction tube 28 to the pin 29 and the coaxial cable 14 through the bores 31 of the cover 1. inside. Inside the vessel 2 with outer heat sinks 25 to the lid 1, a metal of low thermal conductivity, e.g. made of stainless steel 9 with high heat conductivity material fastened by spacers, e.g. the copper base has 10 round motherboards. The top of the base plate 10 has a recess in which a heating plate 22 and a heat mirror 27 are located above it. The base plate 10 is provided with a hole in which a thermometer 21 is provided. This thermometer 21 is a semiconductor diode. A heat shield pot 11 made of a material of high thermal conductivity is fitted to the side panel of the base board. Inside the heat shield pot 11, the stump 12 is attached to the bottom of the base plate 10 and is provided with a battery support plate 13 having a sample cavity 26 adapted to the housing of the semiconductor device 20 to be measured. The total weight of the heat shield pot 11, the stump 12, the thermometer 24, the battery support plate 13, the base plate 10, the thermometer 21 and the heating plate 22 may be from 5 to 10 grams. Inside the heat shield pot 11, a half conductor connector 17 is attached to the base plate 10 by a connector holder 16, to which the terminals of the semiconductor device 20 can be soldered or plugged. The contacts of the half conductor connector 17 are soldered to the coaxial cable 14 through the holes in the base plate 10 and the cover 1. The shielding stockings of the coaxial cable 14 are soldered to the base plate 10 and the cover 1. In the block 12, there is a hole 23 separated from the lower plane of the block 12 in contact with the upper plane of the battery compartment plate 13 by a wall 23 having a thermometer 24 for measuring the temperature of the semiconductor device 20 (a resistance thermometer Pt). . At the bottom of the vessel 2, which is provided with heat sinks 25, is a water-absorbent absorbent 19 separated from the upper space by a sieve 18. The wires 35 connect the thermometers 21 and 24 and the heater plate 22 to the connector 4. The closed interior space of the vessel 2 is connected to the tap 29 having a vacuum connection via a suction pipe 28.

A termosztát kialakításánál „jó hővezető anyagaként a 370 W/m.K vagy ennél jobb hővezetőképességű fémet, pl. vörösrezet; a „rossz hővezetőképességű anyagaként a 30 W/m.K vagy ennél rosszabb hővezetőképességű anyagot, pl. rozsdamentes acélt alkalmazunk.When designing a thermostat, a metal with a high thermal conductivity of 370 W / m.K or better, e.g. copper; as a material with a low thermal conductivity, a material with a thermal conductivity of 30 W / m.K or less, e.g. stainless steel is used.

A 3. ábrán a találmány szerinti T termosztát egy másik kialakítása látható. Ezen megoldásnál a 2 edény belsejében lévő alkotóelemek elrendezése megegyezik a 2. ábrán látható kialakítással, az eltérés abban van, hogy itt az 1 fedélhez nem kapcsolódik a 31 harang (nincs 31 harang), és így az 1 fedélre közvetlenül van felerősítve a 4 csatlakozó, a 29 csap és a 3 koaxcsatlakozó. Ez a megoldás megkívánja, hogy a 3 koaxcsatlakozó és a 4 csatlakozó tömített kialakítású legyen, mivel ezek a hűtőközeg felszíne alatt helyezkednek el. A sokpólusú 4 csatlakozóhoz a T termosztát belsejében lévő 21 és 24 hőmérők kivezetései és a 22 fűtőlapként kialakított fűtőtest tápvezetékei kapcsolódnak, míg a 3 koaxcsatlakozóhoz a mérendő 20 félvezető eszköz kivezetései csatlakoznak közvetlenül egy koaxiális kábel segítségével, vagy közvetve a kivezetésekre csatolt 17 fél vezetőeszközcsatlakozóval és a 14 koaxkábelen keresztül. A T termosztátban a 20 félvezető eszköz egy jó hővezető tulajdonságú anyagból, pl. vörösrézből készült 11 hőárnyékoló fazék belsejében egy fűtőtesttel ellátott, vörösréz fémtömbre felerősített 13 elemtartó lapon helyezkedik el úgy, hogy a 13 elemtartó lapnak a mérendő 20 félvezető eszköz tokjának megfelelő alakú és méretű 26 mintaüregében van elhelyezve. A fémtömb belsejében lévő üregekben vannak elhelyezve a 21 és 24 hőmérők. A fémtömb, a jó hőcsatolással hozzáerősített 13 elemtartó lap, a 20 félvezető eszközzel és az ezeket körülvevő 11 hőámyékoló fazék, egy gyenge hővezetőképességű anyagból, pl. rozsdamentes acélból készült 9 távtartókkal van a vörösrézből vagy más jó hővezető anyagból készült T termosztát 1 fedeléhez erősítve. A 4 csatlakozóhoz kapcsolódik a 24 hőmérő, a 22 fűtőlap és az ennek hőmérsékletét mérő 21 hőmérő kivezetése. A 29 csap a vákuumozást, illetve a semleges gázzal való feltöltést teszi lehetővé.Figure 3 shows another embodiment of the T thermostat according to the invention. In this embodiment, the arrangement of the components inside the vessel 2 is the same as that shown in Figure 2, except that the bell 31 is not connected to the lid 1 (no bell 31) and thus the connector 4 is directly attached to the lid 1. the pin 29 and the 3 coaxial connectors. This solution requires that the coaxial connector 3 and the connector 4 be sealed as they are located below the surface of the refrigerant. The multipole connector 4 is connected to the thermocouple terminals 21 and 24 inside the thermostat T and to the heater 22 as the heater board, while the coaxial connector 3 is connected to the terminals of the semiconductor device 20 to be measured directly or indirectly to the terminals 17 14 coaxial cables. In the thermostat T, the semiconductor device 20 is made of a material with good thermal conductivity, e.g. inside the copper heat shield pot 11 is placed on a battery compartment 13 provided with a radiator and mounted on a copper metal block so that the sample compartment 13 is arranged in a sample cavity 26 of a shape and size corresponding to the housing 20 of the semiconductor device to be measured. The thermometers 21 and 24 are located in the cavities inside the metal block. The metal block, the battery support plate 13 with good heat coupling, the semiconductor device 20 and the surrounding heat shield pot 11 are made of a material with poor thermal conductivity, e.g. with spacers 9 made of stainless steel and attached to the cover 1 of a thermostat T made of copper or other good heat-conducting material. Connected to the connector 4 are the terminals of the thermometer 24, the heating plate 22 and the thermometer 21 measuring its temperature. The tap 29 allows vacuuming or filling with inert gas.

Ezen kialakításnál is a 12 tönk, a 11 hőámyékoló fazék, a 24 hőmérő, a 13 elemtartó lap, a 10 alaplap, a 21 hőmérő és a 22 fűtőlap együttes tömege 510 gramm lehet.Again, the total weight of the debris 12, the heat shield 11, the thermometer 24, the battery compartment 13, the base plate 10, the thermometer 21 and the heating plate 22 may be 510 grams.

HU 209 212 ΒHU 209 212 Β

A T termosztát kialakításánál lényeges a kis hőtehetetlenség, melyet úgy érünk el, hogy a 21 és 24 hőmérők, a 22 fűtőlap, all hőárnyékoló fazék, a 10 alaplap, a 12 tönk és a 13 elemtartó lap együttes tömege 10 gramm (vagy kisebb), s a 12 tönk és a 13 elemtartó lap, valamint a 11 hőárnyékoló fazék közötti légrés, illetve a 11 hőámyékoló fazék és a 2 edény közötti légrés minimális méretű (1 mm legfeljebb) legyen. A T termosztát méretét így a mérendő legnagyobb tokkal rendelkező 20 félvezető eszköz határozza meg, mivel ennek a 13 elemtartó lap 26 mintaüregében, a 10 alaplap és a 11 hőámyékoló fazék által alkotott belső térben úgy kell elhelyezkednie, hogy kivezetései és a 11 hőárnyékoló fazék fala között még a szükséges légrés (0,51,5 mm) megmaradjon.The low thermo inertia that is important for the design of the T thermostat is achieved by having a combined weight of 10 grams (or less) of the thermometers 21 and 24, the heater 22, the all heat shield pot, the base plate 10, the stump 12 and the battery tray 13. The air gap between the debris 12 and the battery support plate 13 and the heat shield pot 11 or between the heat shield pot 11 and the vessel 2 should be minimal (at most 1 mm). The size of the thermostat T is thus determined by the semiconductor device 20 having the largest case to be measured, since it must be located in the sample cavity 26 of the battery compartment 13 in the interior space formed by the motherboard 10 and the heat shield pot. the required air gap (0.51,5 mm) is maintained.

A találmány szerinti mérési elrendezéssel a következők szerint mérünk:The measuring arrangement according to the invention measures as follows:

A T termosztátot szétszereljük, majd a mérendő 20 félvezető eszközt behelyezzük a 13 elemtartó lap 26 mintaüregébe, kivezetéseit csatlakoztatjuk a 17 félvezetőeszközcsatlakozóhoz. A 10 alaplapra felhelyezzük all hőámyékoló fazekat. A 2 edény fenekére friss 19 abszorbenst helyezünk, rátesszük a 18 szitát, elhelyezzük a 7 tömítést, s az 1 fedelet a 2 edényre ráhelyezzük, s lezárjuk a T termosztátot. Az 5 Dewar-palack aljára tesszük a 8 állványt, ráhelyezzük a T termosztátot és ezután összekötjük az M paramétermérő berendezéssel a 3 koaxcsatlakozót a 34 koaxkábel segítségével, majd a 4 csatlakozóhoz kapcsoljuk a V hőfokszabályozóhoz vezető 33 vezetéket és a H hőmérsékletmérőhöz menő 32 vezetéket. Ezt követően feltöltjük az 5 Dewar-palackot a 6 folyékony nitrogénnel úgy, hogy az az 1 fedelet ellepje, s csak a 31 harang felső része álljon ki. Miután a mérési elrendezést ily módon előkészítettük az adott mérési feladat elvégzésére, a mérési folyamatot már ismert módon a PC számítógép vezérli az adott feladatnak megfelelően.The thermostat T is disassembled and the semiconductor device 20 to be measured is inserted into the sample cavity 26 of the battery compartment 13 and its terminals are connected to the semiconductor device connector 17. Place all the heat shield pots on the motherboard 10. A fresh absorber 19 is placed on the bottom of the vessel 2, the screen 18 is placed, the gasket 7 is placed, and the lid 1 is placed on the vessel 2 and the thermostat T is sealed. Place the rack 8 on the bottom of the Dewar bottle 5, place the thermostat T, and then connect the coaxial connector 3 to the parameter measuring device M using the coaxial cable 34, then connect the conductor 33 to thermostat V and conductor 32 to thermometer H. Subsequently, the Dewar bottle 5 is filled with liquid nitrogen 6 so that it covers the lid 1 and only the upper part of the bell 31 protrudes. After the measurement arrangement has been prepared in this way for the given measurement task, the measuring process is already controlled by the PC in accordance with the given task.

A méréssorozat akkor indul, amikor a 21 és 24 hőmérők a hőmérséklet egyensúlyi állapotának beállítását jelzik. Tekintettel a T termosztát csekély hőkapacitására, ez igen gyors folyamat. A mindenkori mérési hőmérsékletet a PC számítógép adja meg a V hőfokszabályozónak, amely a 22 fűtőlapra kapcsolt árammal melegíti a 10 alaplapot, s ezzel az integráló hatású 12 tönköt és 13 elemtartó lapot. A 27 hőtükör csökkenti a feleslegesen szétsugárzó hőt. All hőámyékoló fazék és a gyenge hővezetőképességű anyagból készült 9 távtartók minimalizálják a belső tér hőtehetetlenségét. A 21 hőmérő a 10 alaplap hőmérsékletét méri, s ez a kétállású V hőfokszabályozó ellenőrző jele. A 12 tönk a kétállású szabályozásból eredő hőmérsékletingadozásokat simítja el. A 20 félvezető eszköz tényleges hőmérsékletét a 24 hőmérő méri meg. Az M paramétermérő berendezés mérőperiódusa mindig egy-egy hőmérsékletegyensúlyi állapot beállta után történik, s ez a kis hőtehetetlenség miatt gyors folyamat. A kis hőtehetetlenség teszi lehetővé a kis mennyiségű hűtőközeg alkalmazását.The measurement sequence starts when the thermometers 21 and 24 indicate the setting of the temperature equilibrium. Given the low heat capacity of the T thermostat, this is a very fast process. The actual measurement temperature is provided by the PC to the temperature controller V, which heats the motherboard 10 with current applied to the heater board 22, thereby integrally affecting the spool 12 and the battery compartment 13. The heat mirror 27 reduces the amount of heat dissipated. All heat shield pots and spacers 9 made of low heat conductivity material minimize the heat inertia of the interior. The thermometer 21 measures the temperature of the motherboard 10 and is a control signal of the two-position thermostat V. Damage 12 smooths out temperature fluctuations due to dual position control. The actual temperature of the semiconductor device 20 is measured by the thermometer 24. The measuring period of the M parameter measuring device is always set after a temperature equilibrium has been set, which is a quick process due to the low thermal inertia. The low thermal inertia makes it possible to use a small amount of refrigerant.

A szobahőmérséklet fölötti hőmérséklet-tartomány eléréséhez szükséges a 6 folyékony nitrogén eltávolítása, erre szolgál a TE tápegység által meghajtott F fűtőtest. Ez esetben a PC számítógép utasítására a TE tápegység áramot ad és az F fűtőtest kiforralja a 6 folyékony nitrogént, s tekintettel ennek csekély menynyiségére, ez is egy gyors folyamat.To achieve a temperature range above room temperature, the liquid nitrogen 6 is removed by a heater F driven by a TE supply unit. In this case, at the command of the PC, the power supply TE supplies power and the heater F boils the liquid nitrogen 6 and, given its small amount, is also a fast process.

Tekintve, hogy a 20 félvezető eszköz minden csatlakozója beköthető, tetszőleges üzemi körülmények között végezhető el a vizsgálat, így működtetés közben is. Bizonyos esetekben felmerülhet annak szükségessége, hogy a vizsgálat vákuumban történjen, ez esetben a 29 csapon és 28 szívócsövön keresztül a T termosztát belső tere leszívható. A megfelelő 17 félvezetőeszközcsatlakozó és a 15 forrasztásokkal a 10 alaplaphoz és az 1 fedélhez hozzáerősített 14 koaxkábel és 3 koaxcsatlakozó alkalmazása biztosítja a GHz-es tartomány elérhetőségét.Given that all the connectors of the semiconductor device 20 can be wired, testing can be performed under any operating conditions, including during operation. In some cases, it may be necessary to perform the test under vacuum, in which case the interior of the thermostat T can be aspirated through the tap 29 and suction pipe 28. The use of a suitable semiconductor device connector 17 and soldering 15 attached to the motherboard 10 and the cover 1 by means of a coaxial cable 14 and a coaxial connector 3 ensures the availability of the GHz range.

A találmány szerinti megoldás mérési elrendezés és termosztát az alábbi előnyökkel rendelkezik:The measuring arrangement and thermostat according to the invention have the following advantages:

- egyaránt alkalmas tokozott és tokozatlan félvezető eszköz mérésére,- be capable of measuring both encapsulated and unenclosed semiconductor devices,

- a félvezető eszközök működés közben, továbbá gyorsan változó hőmérséklet mellett mérhetők;- semiconductor devices can be measured during operation and at rapidly changing temperatures;

- egyaránt lehet egyenáramú és nagyfrekvenciás (2 GHz-ig) méréseket elvégezni;- DC and high frequency (up to 2 GHz) measurements can be made;

- a kis tömeg és kis hőtehetetlenség miatt a mérési hőmérséklet gyorsan változtatható;- due to the low weight and low thermal inertia the measuring temperature can be changed quickly;

- alkalmas 77 K-tól 650 K-ig történő, folyamatos átmenetű mérésre;- Suitable for continuous measurement from 77 K to 650 K;

- minimális a hűtőközegszükséglet;- minimal refrigerant requirements;

- nincs szükség hűtőközegszivattyúra;- no refrigerant pump required;

- automatizált mérés és kiértékelés lehetséges;- automated measurement and evaluation possible;

- alkalmas a vákuumban, illetve ellenőrzött atmoszférával történő mérésre;- suitable for measurement under vacuum or in a controlled atmosphere;

- elvégezhetők az alábbi mérések és meghatározhatók a következő félvezetővel kapcsolatos tulajdonságok;- the following measurements can be made and properties related to the following semiconductor determined;

- az áram-feszültség karakterisztikák hőmérséklet függéséből a beépült feszültségek;- the built-in voltages as a function of the temperature dependence of the current-voltage characteristics;

- a termikusán stimulált árammérésekből a szenynyezők;- pollutants from thermally stimulated current measurements;

- az alkalmazott oxidrétegek szígetelőképessége és az esetleges szennyezettsége;- the peelability and possible contamination of the applied oxide layers;

- a kapacitás-feszültség görbe az adalékkoncentrációra ad információt;- the capacity-voltage curve gives information on the additive concentration;

- a kapacitás-idő-hőmérséklet összefüggés a mélynívók hatáskeresztmetszetére és aktivációs energiájára (DLTS);- Capacity-Time-Temperature Relationship for Deep Level Cross Section and Activation Energy (DLTS);

- a nagyfrekvenciás S-paraméterek mérése alapján az elem villamos helyettesítő képe meghatározható, és a változó hőmérsékletű méréssel ezek hőfüggése is, ez különösen parazita elemek (pl. soros ellenállások) esetén lehet fontos.- the measurement of the high-frequency S-parameters can be used to determine the electrical substitute image of the element and, with variable temperature measurement, to determine its thermal dependence, especially in the case of parasitic elements (eg series resistors).

Látható tehát, hogy a kitűzött feladatot a találmány szerinti megoldás megvalósítja.It will thus be seen that the object of the present invention is achieved by the present invention.

Claims (5)

1. Mérési elrendezés félvezető eszközök hőfokfüggő egyenáramú és/vagy nagyfrekvenciás paramétereinek működés közbeni mérésére, amely mérési elrende51. Measuring arrangement for measuring the temperature-dependent DC and / or high-frequency parameters of semiconductor devices during operation, HU 209 212 Β zés digitális számítógépet paramétermérő berendezést, hőfokszabályozót, hőmérsékletmérőt és vezérelhető tápegységet, valamint termosztátot és a termosztátban elhelyezkedő két hőmérővel, félvezetőeszköz-csatlakozóval és fűtőtesttel ellátott, a termosztát fedeléhez kapcsolódó félvezetőtartólapot tartalmaz, ahol a paramétermérő berendezés jelkimenete, a hőmérsékletmérő jelkimenete és a hőfokszabályozó alapjelbemenete, valamint a tápegység vezérlőbemenete egy interface-en keresztül a számítógéphez kapcsolódik, azzal jellemezve, hogy a termosztát (T) 370 W/m.K, illetve ennél jobb hővezetőképességű fémből, előnyösen vörösrézből készült burkolatához, 30 W/m.K, illetve ennél rosszabb hővezetőképességű fémből készült távtartókkal (9) hozzáerősített félvezetőtartólap egy, a fűtőtestet és a két hőmérőt (21, 24) tartalmazó fémtömbből és egy, ezzel jó hőcsatolású kapcsolatban lévő, a mérendő félvezető eszköz (20) tokjának megfelelő formájú mintaüreggel (26) ellátott, 370 W/m.K, illetve ennél jobb hővezető képességű anyagból, előnyösen vörösrézből készült elemtartó lapból (13) áll, ahol a fémtömb, az elemtartó lap (13), a hőmérők (21, 24), a fűtőtest együttes tömege 5-10 gramm, és ezen elemek, valamint a félvezető eszköz (20), egy legalább 370 W/m.K hővezető anyagból, előnyösen vörösrézből készült falú, a termosztát (T) belsejében lévő, a félvezetőtartólapot beburkoló, hőámyékoló fazékban (11) helyezkedik el, és a termosztát (T) egy DEWAR-palack (5) belső terében lévő folyékony hűtőközegbe, előnyösen folyékony nitrogénbe (6) merül és a félvezteő eszköz (20) egy koaxkábelen (14) keresztül csatlakozik a termosztát (T) külső részen elhelyezett koaxcsatlakozóhoz (3), amelytől egy koaxkábelen (34) keresztül a paramétermérő berendezés (M) mérőbemenetére, az egyik hőmérő (21) a hőfokszabályozó (V) mérőbemenetére, a másik hőmérő (24) a hőmérsékletmérő (H) jelbemenetére csatlakozik, emellett a hőfokszabályozó (V) szabályozójelkimenete a fűtőtestre kapcsolódik, és a DEWARpalackban egy további fűtőtest (F) helyezkedik el, amely a tápegység (TE) kimenetére van kötve.The digital computer includes a parameter measuring device, a temperature controller, a temperature meter and a controllable power supply, as well as a thermostat and a semiconductor support plate with a thermometer and two thermometers in the thermostat, a semiconductor device connector and a heater, the setpoint input of the temperature controller and the control input of the power supply are connected to the computer via an interface, characterized in that the cover of the thermostat (T) is 370 W / mK or better, preferably copper, 30 W / mK or worse a semiconductor carrier plate attached to the thermally conductive metal spacers (9) by means of a block of metal containing the radiator and the two thermometers (21, 24) and a consisting of a battery support plate (13) made of a 370 W / mK or better thermal conductivity material, preferably copper, having a sample cavity (26) of a shape corresponding to the housing of the semiconductor device (20) to be measured; ), the thermometers (21, 24), the total weight of the heater is 5 to 10 grams, and the thermostat (T) with these elements and the semiconductor device (20) with a wall of at least 370 W / mK heat conducting material, preferably copper the thermostat (T) is immersed in a liquid refrigerant, preferably liquid nitrogen (6) in the interior of a DEWAR bottle (5), and the semiconductor device (20) is coaxial (14) is connected to the coaxial connector (3) on the outside of the thermostat (T), from which the measuring input (M) of the parameter measuring device is connected via a coaxial cable (34) one of the thermometers (21) is connected to the temperature input of the temperature controller (V), the other thermometer (24) is connected to the signal input of the temperature meter (H); the control signal output of the temperature controller (V) is connected to the heater and an additional heater (F) which is connected to the power supply (TE) output. 2. Termosztát félvezető eszközök változó hőmérsékletű térben történő működtetéséhez és/vagy méréséhez, amelynek fémből készült fedele és ehhez tömítetten hozzáerősíthető edénye van, amely edényben egy, a fedélhez erősített, hőtükörrel ellátott, fűtőtesttel és hőmérővel rendelkező, fém félvezetőtartólap van elrendezve és az edénynek hőmérőkivezetése és jel ki- és bevezetése van, azzal jellemezve, hogy a félvezetőtartólap egy, a fedélhez (1) legalább két, 30 W/m.K, vagy ennél rosszabb hővezető fém anyagú, előnyösen rozsdamentes acél anyagú távtartóval (9) hozzáerősített, 370 W/m.K, vagy ennél jobb hővezető fémből, előnyösen vörösrézből kialakított alaplapból (10), és ezen alaplaphoz (10) jó hőcsatolással csatlakozó, 370 W/m.K, vagy jobb hővezető fém, előnyösen vörösréz anyagú tönkből (12), továbbá e tönkre (12), jó hőcsatolással ráerősített, a félvezető eszköz tokjának megfelelő mintaüreggel (26) rendelkező, 370 W/m.K, vagy ennél jobb hővezető fém anyagú, előnyösen vörösréz elemtartólapból (13) áll, és az alaplaphoz (10) egy félvezetŐeszközcsatlakozó (17) is van hozzárendelve, amely alaplap (10) a hozzá illeszkedő, 370 W/m.K, vagy jobb hővezető anyagú, előnyösen vörösréz hőámyékoló fazékkal (11) egy zárt belső teret alkot, amely belső térben helyezkedik el a tönk (12), az elemtartólap (13) és a félvezetŐeszközcsatlakozó (17), mimellett a tönkben (12) annak az elemtartólap (13) felé eső határolósíkjából 0,3-1,0 mm vastag fallal elválasztva egy furat (23) van, amelyben egy hőmérő (24) helyezkedik el, és a félvezetŐeszközcsatlakozó (17) egy koaxkábellel (14) kapcsolódik a fedélen (1) elhelyezett koaxcsatlakozóhoz (3) úgy, hogy a koaxkábel (14) ere(i) a koaxcsatlakozó (3) érintkezőihez, míg az ámyékolóharisnya a fedélhez (1) és az alaplaphoz (10) van forrasztással (15) hozzáerősítve, a hőmérők (21, 24), valamint a fűtőlap (22) kivezetései egy sokpólusú csatlakozóhoz (4) vannak kötve, mimellett az alaplap (10) mélyedésében helyezkedik el a fűtőlapként (22) kialakított fűtőtest, valamint egy külön mélyedésben a fűtőtesthőmérsékletmérő hőmérő (21), továbbá a tönk (12), a hőmérők (21, 24), az elemtartó lap (13), a fűtőlap együttes tömege az 5-10 g-ot nem haladja meg.2. A thermostat for actuating and / or measuring a semiconductor device in a variable temperature space having a metal lid and a receptacle sealed thereto, comprising a metal semiconductor support plate with a radiator and a thermometer attached thereto and a thermometer of the vessel. and signal input and output, characterized in that the semiconductor support plate is provided with a 370 W / mK heat exchanger (9) attached to the cover (1) by at least two heat conductive metal spacers (9), preferably stainless steel. or a heat-conducting metal (10) made of a better heat-conducting metal, preferably copper, and a heat-conducting metal (12), preferably copper-bonded to said motherboard (10) with good thermal coupling, and to this (12), good semiconductor device case with good thermal coupling consisting of a heat-conductive metal support plate (13) having a sample cavity (26) of 370 W / mK or better, and a semiconductor device connector (17) associated with the motherboard (10), with a thermally conductive material 370 W / mK or better, preferably a copper heat shield pot (11), forms a closed interior space which is housed inside the debris (12), the battery support plate (13) and the semiconductor device connector (17); separated by a wall (0.3) having a thickness of 0.3 to 1.0 mm from its boundary plane towards the battery support plate (13), in which a thermometer (24) is located and the semiconductor device connector (17) with a coaxial cable (14). ) is connected to the coaxial connector (3) on the cover (1) such that the coaxial cable (14) has a force (s) on the contacts of the coaxial connector (3), while the sleeve is soldered to the cover (1) and base plate (10). attached, the terminals of the thermometers (21, 24) and the heater (22) are connected to a multi-pole connector (4), the heater being formed as a heater (22) in the recess of the base plate (10) and the thermometer of the heater (21) and the combined weight of the stump (12), the thermometers (21, 24), the battery support plate (13) and the heating plate do not exceed 5-10 g. 3. A 2. igénypont szerinti termosztát, azzal jellemezve, hogy a fedélen (1) egy vele azonos anyagú harang (31) van ráerősítve, előnyösen ráhegesztve, és a koaxcsatlakozó (3), valamint a csatlakozó (4) a harang (31) tetejére van erősítve, és a koaxcsatlakozóhoz (3) vezető koaxkábel (14), illetve a csatlakozóhoz (4) vezető huzalok (35) a fedél (1) furatain vannak átvezetve.Thermostat according to Claim 2, characterized in that a cover (31) of the same material is attached to the cover (1), preferably welded thereto, and the coaxial connector (3) and the connector (4) are the bell (31). is mounted on top, and the coaxial cable (14) leading to the coaxial connector (3) and the wires (35) leading to the connector (4) are guided through the holes of the cover (1). 4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti termosztát, azzal jellemezve, hogy az edényben (2) alul, a hőámyékoló fazék (11) alatt, egy szitával (18) elválasztott térrészben vízfelvevő abszorbens (19) van.Thermostat according to claim 2 or 3, characterized in that the vessel (2) has a water-absorbent absorbent (19) in the space below the heat-shielding pot (11) separated by a sieve (18). 5. A 2-4. igénypontok bármelyike szerinti termosztát, azzal jellemezve, hogy az edénynek (2) hűtőbordái vannak és a fedélen (1) vagy a harang (31) tetején egy vákuum csatlakozóval ellátott csap (29) van.5. Thermostat according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the vessel (2) has heat sinks and a pin (29) with a vacuum connection on the lid (1) or on the top of the bell (31).
HU69991A 1991-03-05 1991-03-05 Arrangement for measuring heat-variable dc and/or high frequency parameters of the semiconductor devices in the course of operation and thermostat for operating and/or measuring semiconductor devices in a filed of variable temperature HU209212B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU69991A HU209212B (en) 1991-03-05 1991-03-05 Arrangement for measuring heat-variable dc and/or high frequency parameters of the semiconductor devices in the course of operation and thermostat for operating and/or measuring semiconductor devices in a filed of variable temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU69991A HU209212B (en) 1991-03-05 1991-03-05 Arrangement for measuring heat-variable dc and/or high frequency parameters of the semiconductor devices in the course of operation and thermostat for operating and/or measuring semiconductor devices in a filed of variable temperature

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU910699D0 HU910699D0 (en) 1991-09-30
HUT60548A HUT60548A (en) 1992-09-28
HU209212B true HU209212B (en) 1994-03-28

Family

ID=10950908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU69991A HU209212B (en) 1991-03-05 1991-03-05 Arrangement for measuring heat-variable dc and/or high frequency parameters of the semiconductor devices in the course of operation and thermostat for operating and/or measuring semiconductor devices in a filed of variable temperature

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU209212B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
HU910699D0 (en) 1991-09-30
HUT60548A (en) 1992-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4579993B2 (en) Differential scanning calorimeter (DSC) with temperature controlled furnace
US4696578A (en) Single chip thermal tester
CN105588958B (en) A kind of quick multifunctional electronic component temperature characteristic measuring instrument and test cavity
CA2702807C (en) System and method of monitoring with temperature stabilization
JP2001116630A (en) Calibrated thermostatic device for thermocouple thermometer
Suga et al. An Automatic Adiabatic Calorimeter for Low Temperatures. The Heat Capacity of Standard Benzoic Acid
JP5311577B2 (en) Pressure sensor inspection device
US4466746A (en) Ebulliometric hot spot detector
CN110879091A (en) Liquid level meter for liquid helium, calibration method thereof and liquid helium container
US4704872A (en) Thermally controlled T/R module test apparatus
CN208959936U (en) A kind of thermostat based on gas medium
US4121460A (en) Thermocouple temperature measuring instrument and method of measuring
CN217901039U (en) Temperature measuring device and temperature measuring system
HU209212B (en) Arrangement for measuring heat-variable dc and/or high frequency parameters of the semiconductor devices in the course of operation and thermostat for operating and/or measuring semiconductor devices in a filed of variable temperature
RU2756337C1 (en) Device for temperature and vacuum exposure
CN206877173U (en) A kind of temperature control device of electronic thermostatic specimen holder
US5356216A (en) Apparatus for measuring heat of circuit module
KR102257190B1 (en) Thermal conductivity measurement system and thermal conductivity measurement method thereof
CN208705257U (en) Thermoelectricity parameter test device and system
CN112113996A (en) Temperature measurement assembly and heat conduction performance testing device
CN114585917A (en) Measuring system for food products
Sridhar et al. An accurate experimental apparatus for measuring losses in magnetic components
CN113720874B (en) Microwave product thermal simulation method based on soldering tin thermal conductivity test
CN109012780A (en) A kind of thermostat and its application method based on gas medium
JPS5986235A (en) Method for measuring electric characteristics of semiconductor device