JPS5879169A - 半導体素子評価法 - Google Patents
半導体素子評価法Info
- Publication number
- JPS5879169A JPS5879169A JP17759481A JP17759481A JPS5879169A JP S5879169 A JPS5879169 A JP S5879169A JP 17759481 A JP17759481 A JP 17759481A JP 17759481 A JP17759481 A JP 17759481A JP S5879169 A JPS5879169 A JP S5879169A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- semiconductor device
- discrete fourier
- semiconductor element
- transient
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、容量を伴う接合を有する半導体素子を評価せ
られるべき半導体素子として、その半導体素子を例えば
その深い準位Iこよって評価する場合lこ適用して好適
な半導体素子評価法lこ関する。
られるべき半導体素子として、その半導体素子を例えば
その深い準位Iこよって評価する場合lこ適用して好適
な半導体素子評価法lこ関する。
以下、本発明lこよる半導体素子評価法を容量を伴う接
合を有する半導体素子を評価せられるべき半導体素子と
して、その半導体素子をその深い準位Eこよって評価す
る場合Eこ適用するものとして述べよう。
合を有する半導体素子を評価せられるべき半導体素子と
して、その半導体素子をその深い準位Eこよって評価す
る場合Eこ適用するものとして述べよう。
従来、特開昭56−76065号に示されているので詳
細説明はこれを省略するも、半導体素子lこ第1図A#
こ示す如きバイアス用パルス電圧Vを印加し、それlこ
基く第1図Biこ示す如き半導体素子の過渡容量0(1
1(此処基こtは一般Jこ時間を示す)の、バイアス用
パルス電圧Vの印加後の複数の時点t1.t2・・・・
・・・・・での容量値0 (t、) I 0(t2)
・・・・・・・・・を測定、記憶することを、温度を
変えてなし、その記憶出力から、容量値0(t、) 、
0(t2)・・・・・・・・・中から選ばれた互1こ
異なる組合せを一般に0(ta)及び0(t’a) ;
o(tb)及びc(t’b)とするとき、0(ta)及
びO(t’a)の差△Oa 、 0(tb)及びO(t
’b)の差ム几・・・・・・・・・を得、而してそれ等
の差団a 、 瓦b ・−・−−−−−・の温度に対す
る関係を表わす曲線、を得、そしてそれ等曲線Iこ基き
半導体素子の深い準位を判知して半導体素子の評価をな
すという半導体素子評価法が提案されている。
細説明はこれを省略するも、半導体素子lこ第1図A#
こ示す如きバイアス用パルス電圧Vを印加し、それlこ
基く第1図Biこ示す如き半導体素子の過渡容量0(1
1(此処基こtは一般Jこ時間を示す)の、バイアス用
パルス電圧Vの印加後の複数の時点t1.t2・・・・
・・・・・での容量値0 (t、) I 0(t2)
・・・・・・・・・を測定、記憶することを、温度を
変えてなし、その記憶出力から、容量値0(t、) 、
0(t2)・・・・・・・・・中から選ばれた互1こ
異なる組合せを一般に0(ta)及び0(t’a) ;
o(tb)及びc(t’b)とするとき、0(ta)及
びO(t’a)の差△Oa 、 0(tb)及びO(t
’b)の差ム几・・・・・・・・・を得、而してそれ等
の差団a 、 瓦b ・−・−−−−−・の温度に対す
る関係を表わす曲線、を得、そしてそれ等曲線Iこ基き
半導体素子の深い準位を判知して半導体素子の評価をな
すという半導体素子評価法が提案されている。
然し乍ら斯る従来の半導体素子評価法の場合、過渡容量
0(t)の、複数の時点’lt’2・・・・・・・・・
での容量値C(t、)、C(t2)・・・・・・・・・
を測定する、その測定時点数を犬とするlこ一定の限度
を有し、この為半導体素子の評価を十分満足し得るもの
とは言い得ないものであった。又容量値0(ta)及び
0(ta)の差2」a1容量値o(tb)及びC6)の
差、」b・・・・・・・・・の温度Iこ対する関係を表
わす曲+1i51 Jこ基き判知される半導体素子の深
い準位は、基本的Eこはそれ等曲線の頂点のみから判知
されるものであり、この為半導体素子の評価を効率良く
なし得るものとは言い得ないものであった。更lこ上述
せる曲線からの半導体素子の深い準位の判知が、それ等
曲線の頂点からなされなければならないので、その判知
に個人差を伴い易く、この為半導体素子の評価が正しく
なされない惰れを有していた。
0(t)の、複数の時点’lt’2・・・・・・・・・
での容量値C(t、)、C(t2)・・・・・・・・・
を測定する、その測定時点数を犬とするlこ一定の限度
を有し、この為半導体素子の評価を十分満足し得るもの
とは言い得ないものであった。又容量値0(ta)及び
0(ta)の差2」a1容量値o(tb)及びC6)の
差、」b・・・・・・・・・の温度Iこ対する関係を表
わす曲+1i51 Jこ基き判知される半導体素子の深
い準位は、基本的Eこはそれ等曲線の頂点のみから判知
されるものであり、この為半導体素子の評価を効率良く
なし得るものとは言い得ないものであった。更lこ上述
せる曲線からの半導体素子の深い準位の判知が、それ等
曲線の頂点からなされなければならないので、その判知
に個人差を伴い易く、この為半導体素子の評価が正しく
なされない惰れを有していた。
依って本発明は上述せる欠点のない新規な半導体素子評
価法を提案せんとするもので、以下詳述する所より明ら
かとなるであろう。
価法を提案せんとするもので、以下詳述する所より明ら
かとなるであろう。
半導体素子をその深い準位暑こよって評価する場合に於
て、その深い準位は、半導体素子の各温反に於ける過渡
容f O(11の時定数(これをτとする)を測定する
ことにより、判知し得るものである。このことは、前述
せる従来の方法(こ於て、半導体素子の深い準位が、前
述せる容量値の差tea 、 」b・・・・・・・・の
温度に対する曲線1こ基き判知されている所よりしても
明らかである。
て、その深い準位は、半導体素子の各温反に於ける過渡
容f O(11の時定数(これをτとする)を測定する
ことにより、判知し得るものである。このことは、前述
せる従来の方法(こ於て、半導体素子の深い準位が、前
述せる容量値の差tea 、 」b・・・・・・・・の
温度に対する曲線1こ基き判知されている所よりしても
明らかである。
所で、今生導体素子ζこ第1図Alこ示すη口きバイア
ス用パルス電圧Vを印加した場合の、それtこ基く第1
図B!こて上述せると同様の第1図Cに示す如き半導体
素子の過渡容量0 (tlは、パルス電圧Vの得られな
くなった時点t′o後、時定数τを含む次式で表わされ
るものである。
ス用パルス電圧Vを印加した場合の、それtこ基く第1
図B!こて上述せると同様の第1図Cに示す如き半導体
素子の過渡容量0 (tlは、パルス電圧Vの得られな
くなった時点t′o後、時定数τを含む次式で表わされ
るものである。
o(tl =co−Nexp (−t/r ) −−=
111此処lこC9は過渡容量の最終値(t = co
)、Nは半導体素子の深い準位の密度番こ応した数で
ある。
111此処lこC9は過渡容量の最終値(t = co
)、Nは半導体素子の深い準位の密度番こ応した数で
ある。
又(1)式で表わされる半導体素子の過渡谷檎C(tl
を、時点t′o 后の初期時点t。で測定し、次で時
点t。より順次時間間隔汀をとった複数(K−1)個の
時点11,12・・・・・・・・・f(K−1)で測定
し、従って過渡容−IiC(tlを全体としてに個の時
点で測定するものとし、而して T=(K−1)△t ・・・・・・・・・(2)と定義
して、C! (11iこ対して区間(to、to+T)
で離散フーリエ変換を施せば、0(tlは次式で表わさ
れるものである。
を、時点t′o 后の初期時点t。で測定し、次で時
点t。より順次時間間隔汀をとった複数(K−1)個の
時点11,12・・・・・・・・・f(K−1)で測定
し、従って過渡容−IiC(tlを全体としてに個の時
点で測定するものとし、而して T=(K−1)△t ・・・・・・・・・(2)と定義
して、C! (11iこ対して区間(to、to+T)
で離散フーリエ変換を施せば、0(tlは次式で表わさ
れるものである。
0(t)−a o/2+Σ(a、cos(2+rnt/
T)1 + bnsin(2rnt/T ) l −=−−(3
1此処にnは次数である。又、aoはn≧1の場合0次
のフーリエ係数、an及びす。は0次のフーリエ係数で
s 2rn t o )) ’l’の場合、次式で与え
られるものである。
T)1 + bnsin(2rnt/T ) l −=−−(3
1此処にnは次数である。又、aoはn≧1の場合0次
のフーリエ係数、an及びす。は0次のフーリエ係数で
s 2rn t o )) ’l’の場合、次式で与え
られるものである。
a=2(Oo−8τ/T)・・・・・・・・・(4)a
−2(T/r)8(1(to/r)(2rnt/T
) )/U。
−2(T/r)8(1(to/r)(2rnt/T
) )/U。
・・・・・・・・・(5)
bn=2(2πn)S(1+to/τ)/Un・・・・
・・・・・(6)Un=(T/r)+(2πn) −
・−−−−=(7)S=(OoN/2)exp(to/
τ)(exp(−T/1)−11−(8)更に、(4)
〜(6)式にて時定数τを含んでいるもの(OoN/2
)で除した規格フーリエ係数と、実測による離散フーリ
エ係数とを比較することにより求め得るものである。又
τは離散フーリエsin係数bn 中での互に異なる
次数na及びnbの係数の比(bn、/bn、)をとる
ことlこより求め得るものである。更にτは離散プーリ
lCo5anan中での互に異なる次数(ana及びa
n、)の係数比(an、/anl))をとることにより
求め得るものである。尚更に7は醸散フーリlCo5係
数 と1I71L散フーリエn 5in係数bn の互に同じ次数anC及びbnoの
係数の比(anc/brlc)をとることにより求め得
るものである。
・・・・・(6)Un=(T/r)+(2πn) −
・−−−−=(7)S=(OoN/2)exp(to/
τ)(exp(−T/1)−11−(8)更に、(4)
〜(6)式にて時定数τを含んでいるもの(OoN/2
)で除した規格フーリエ係数と、実測による離散フーリ
エ係数とを比較することにより求め得るものである。又
τは離散フーリエsin係数bn 中での互に異なる
次数na及びnbの係数の比(bn、/bn、)をとる
ことlこより求め得るものである。更にτは離散プーリ
lCo5anan中での互に異なる次数(ana及びa
n、)の係数比(an、/anl))をとることにより
求め得るものである。尚更に7は醸散フーリlCo5係
数 と1I71L散フーリエn 5in係数bn の互に同じ次数anC及びbnoの
係数の比(anc/brlc)をとることにより求め得
るものである。
尚更に、上述せる如くして時定数τを求め得れば、これ
を用いて(8)式で表わされているS及び(4)式で表
わされてい60次のンーリエ係lea。
を用いて(8)式で表わされているS及び(4)式で表
わされてい60次のンーリエ係lea。
に於けるC8、及びSに於けるNを求め得、結局過渡容
it 0(t)を表わしている全てのパラメ−夕を求め
得るものである。
it 0(t)を表わしている全てのパラメ−夕を求め
得るものである。
依って半導体素子に第1図Aにて上述せる如きバイアス
用パルス電圧■を印加し、それに基く半導体素子の上述
せる(1)式の過渡容量αt)を測定し、その測定出力
に上述せる(3)式の離散フーリエ変換を施してその上
述せる(4)〜(5)式の離散フーリエ係数を求めれば
、これより過渡容量(Xt)の時定数τを求め得、依っ
て半導体素子の深い準位を判知し得、これに基き半導体
素子を評1曲しイ拝るものである。
用パルス電圧■を印加し、それに基く半導体素子の上述
せる(1)式の過渡容量αt)を測定し、その測定出力
に上述せる(3)式の離散フーリエ変換を施してその上
述せる(4)〜(5)式の離散フーリエ係数を求めれば
、これより過渡容量(Xt)の時定数τを求め得、依っ
て半導体素子の深い準位を判知し得、これに基き半導体
素子を評1曲しイ拝るものである。
以上に基き本発明の一例に於ては、第2図に示す如く、
半導体素子1を恒温槽2内に配し、その半導体素子1に
パルス篭圧発生諒3よりの第1図Aにて上述せるグlき
バイアス用パルス電圧■を印加し、それに基く第1図C
にて上述せる如き且上述せる(1)式で表わされる過渡
容量0(t)を、第1図Cにて前述せるに個の時点t。
半導体素子1を恒温槽2内に配し、その半導体素子1に
パルス篭圧発生諒3よりの第1図Aにて上述せるグlき
バイアス用パルス電圧■を印加し、それに基く第1図C
にて上述せる如き且上述せる(1)式で表わされる過渡
容量0(t)を、第1図Cにて前述せるに個の時点t。
。
11、12・・・・・・t(K−1) で、容量測定
器4にて測定することを繰返し、その測定出方をデジタ
ル電圧計5に入力せしめ、そのデジタル電圧計5の出力
を計算機6に入力せしめ、一方恒温槽2内にヒータ7を
配し、そのヒータ7をヒータ用寛源8にて制御駆動せし
める様にして半導体素子1に対する温度を、過渡容*
a<t)を上述せる如くにに個の時点t。〜t(K、−
1)で測定することを綜返す毎に変化せしめ、又恒温槽
2内の温度を 熱 電 対 にて検−出せしめ、その検
出出力をデジタル電圧計10に入力せしめ、そのデジタ
ル電圧計10の出力を計算機乙に入力せしめ、而して耐
3!機6に於て、デジタル電圧Wi5の出力に上述せる
(3)式の離間フーリエ変換を、過渡容量0(t)を上
述せる如くにに個の時点t。−t(K−1)で測定する
ことを繰返す毎に従って半導体素子1の各温度で施して
上述せる(41、(51及び(6)式の離散フーリエ係
数a。、an及びbn を半導体素子1の各温度で求め
、その離散フーリエ係数aO、an及びbn から過
渡容量0(t)の時定数τを半導体素子1の各温度で測
定し、これに基き例えばプロッタ11に記録せしめて、
半導体素子1の深い準位を判知し、これにより半導体素
子1の評価をなすものである。尚計算機乙に於いて上述
せる時定数τを測定し得ることは、前述せる所より明ら
かであろう。
器4にて測定することを繰返し、その測定出方をデジタ
ル電圧計5に入力せしめ、そのデジタル電圧計5の出力
を計算機6に入力せしめ、一方恒温槽2内にヒータ7を
配し、そのヒータ7をヒータ用寛源8にて制御駆動せし
める様にして半導体素子1に対する温度を、過渡容*
a<t)を上述せる如くにに個の時点t。〜t(K、−
1)で測定することを綜返す毎に変化せしめ、又恒温槽
2内の温度を 熱 電 対 にて検−出せしめ、その検
出出力をデジタル電圧計10に入力せしめ、そのデジタ
ル電圧計10の出力を計算機乙に入力せしめ、而して耐
3!機6に於て、デジタル電圧Wi5の出力に上述せる
(3)式の離間フーリエ変換を、過渡容量0(t)を上
述せる如くにに個の時点t。−t(K−1)で測定する
ことを繰返す毎に従って半導体素子1の各温度で施して
上述せる(41、(51及び(6)式の離散フーリエ係
数a。、an及びbn を半導体素子1の各温度で求め
、その離散フーリエ係数aO、an及びbn から過
渡容量0(t)の時定数τを半導体素子1の各温度で測
定し、これに基き例えばプロッタ11に記録せしめて、
半導体素子1の深い準位を判知し、これにより半導体素
子1の評価をなすものである。尚計算機乙に於いて上述
せる時定数τを測定し得ることは、前述せる所より明ら
かであろう。
以上にて本発明による半導体素子評価法の一例が明らか
となったが、期る本発明の方法によれは、半導体素子の
深い準位が半導体素子の過渡容量0(t)の時定数τよ
り判知され、そしてその時定数τが、過渡容to(t)
の測定出力に離散フーリエ変換を施して求められた離散
フーリエ係数より測定されるので、その時定数を、冒頭
にて前述せる従来の方法にて谷tl値の差を測定する場
合に比し格段ζこ太なる測定時点数で測定し鞠、又時定
数τの各測定値か不動に半導体素子の深い準位を表わし
ているものである。因みに上述せる本発明によって、1
次及び2次の離散フーリエ係数81 r 82 、 b
l及びb2に対する時定数τの逆数(1/τ)が第3図
に示す如くに得られた。又フーリエ係数b1 の絶対
温度〔0K〕の依存性が第4図に示す如くに得られた。
となったが、期る本発明の方法によれは、半導体素子の
深い準位が半導体素子の過渡容量0(t)の時定数τよ
り判知され、そしてその時定数τが、過渡容to(t)
の測定出力に離散フーリエ変換を施して求められた離散
フーリエ係数より測定されるので、その時定数を、冒頭
にて前述せる従来の方法にて谷tl値の差を測定する場
合に比し格段ζこ太なる測定時点数で測定し鞠、又時定
数τの各測定値か不動に半導体素子の深い準位を表わし
ているものである。因みに上述せる本発明によって、1
次及び2次の離散フーリエ係数81 r 82 、 b
l及びb2に対する時定数τの逆数(1/τ)が第3図
に示す如くに得られた。又フーリエ係数b1 の絶対
温度〔0K〕の依存性が第4図に示す如くに得られた。
但し第6図及び第4図は、K = 1000 、 to
= 3m5ec。
= 3m5ec。
Δt = 1m5ec の場合の結果を示す。
依って上述せる本発明によれば、半導体素子の評価を精
度良く、効率良く、十分満足し得るものとしてなし得る
犬なる特徴を有するものである。
度良く、効率良く、十分満足し得るものとしてなし得る
犬なる特徴を有するものである。
尚上述に於ては半導体素子へのバイアス用パルス電圧の
印加に基く過渡容量の測定出力に基き、半導体素子の深
い準位を判知して半導体素子を評価する場合に、本発明
を適用した場合の一例を述べたが、半導体素子へのバイ
アス用パルス電圧の印加に基く過渡電流、過渡抵抗等の
過渡応答現象の測定出力に基き、半導体素子の評価をな
す場合にも、本発明を適用し得ること明らかであろう。
印加に基く過渡容量の測定出力に基き、半導体素子の深
い準位を判知して半導体素子を評価する場合に、本発明
を適用した場合の一例を述べたが、半導体素子へのバイ
アス用パルス電圧の印加に基く過渡電流、過渡抵抗等の
過渡応答現象の測定出力に基き、半導体素子の評価をな
す場合にも、本発明を適用し得ること明らかであろう。
第1図A−0は半導体素子評価法の説明に供する波形図
、第2図は本発明による半導体素子評価法の一例を示す
系統図、第3図及びw、4図は本発明による半導体素子
評価法の吐明に供する曲線図である。 図中1は半導体素子、2は恒温槽、3はバイアス用パル
ス電源、4は容量測定器、5及び10はデジタル電圧計
、6は計算機、7はヒータ、8はヒータ用電源、9は熱
電対、11はプロッタを夫々示す。 出願人 日本電信電話公社 ど、・ 第8図 −3−2−1 1010101101021031o4−y′T6煕) 381− 第4図 □絶対シ星夏1に]
、第2図は本発明による半導体素子評価法の一例を示す
系統図、第3図及びw、4図は本発明による半導体素子
評価法の吐明に供する曲線図である。 図中1は半導体素子、2は恒温槽、3はバイアス用パル
ス電源、4は容量測定器、5及び10はデジタル電圧計
、6は計算機、7はヒータ、8はヒータ用電源、9は熱
電対、11はプロッタを夫々示す。 出願人 日本電信電話公社 ど、・ 第8図 −3−2−1 1010101101021031o4−y′T6煕) 381− 第4図 □絶対シ星夏1に]
Claims (1)
- 半導体素子Iこバイアス用パルス電圧を印加し、それl
こ基く上記半導体素子の過渡応答現象を測定し、その測
定出力に離散フーリエ変換を施して離散フーリエ係数を
求め、該離散フーリエ係数から上記過渡応答現象の時定
数を測定し、これ番こ基き上記半導体素子を評価する事
を特徴とする半導体素子評価法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17759481A JPS5879169A (ja) | 1981-11-05 | 1981-11-05 | 半導体素子評価法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17759481A JPS5879169A (ja) | 1981-11-05 | 1981-11-05 | 半導体素子評価法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5879169A true JPS5879169A (ja) | 1983-05-12 |
JPH0377663B2 JPH0377663B2 (ja) | 1991-12-11 |
Family
ID=16033716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17759481A Granted JPS5879169A (ja) | 1981-11-05 | 1981-11-05 | 半導体素子評価法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5879169A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004271538A (ja) * | 1997-09-30 | 2004-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | 電子回路検査装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5635066A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-07 | Sogo Denshi Kaihatsu Kk | Measuring unit of high speed fourier conversion |
-
1981
- 1981-11-05 JP JP17759481A patent/JPS5879169A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5635066A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-07 | Sogo Denshi Kaihatsu Kk | Measuring unit of high speed fourier conversion |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004271538A (ja) * | 1997-09-30 | 2004-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | 電子回路検査装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0377663B2 (ja) | 1991-12-11 |
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