PL68215B1 - - Google Patents

Description

Pomiary za pomoca zró¬ del impulsowych sa najkorzystniejsze ze wzgledu na mala nioc tracona w badanej próbce lub przy¬ rzadzie podczas pomiaru, w wyniku czego maleja znacznie uszkodzenia. 10 15 20 25 30 Niektóre ze znanych urzadzen do pomiaru na¬ piecia przebicia posiadaja uklady sprzezenia zwrot¬ nego zwierajace wyjscie zródla w przypadku wy¬ stapienia na przebiegu napieciowym lub pradowym, otrzymywanych na próbce, znieksztalcen wynika¬ jacych z przebicia. Uklady te nie reaguja ma male i szybkie znieksztalcenia przebiegów napiecia lub pradu — w poczatkowym momencie przebicia, a dopiero przy silnym znieksztalceniu przebiegu na badanej próbce. Znane urzadzenia dzialaja dopiero przy znieksztalceniach rzedu kilkunastu do kilku¬ dziesieciu procent.Znany uklad przeznaczony do pomiaru rezystyw¬ nosci zawiera zródlo impulsów prostokatnych o stopniowo narastajacej amplitudzie. Badana próbka dolaczona jest do wyjscia zródla. Przebieg napieciowy otrzymywany na próbce podawany jest na uklad prostujacy stanowiacy wejscie woltomie¬ rza szczytowego. Zmalenie napiecia na ukladzie prostujacym powoduje wylaczenie zródla zasilajace¬ go próbke. Jak wynika z opisu i przytoczonego schematu pomiarowego od momentu powstania znieksztalcenia do momentu wylaczenia zródla uplywa dosc dlugi czas zwiazany z bezwladnoscia ukladu prostowania szczytowego. Równiez narasta¬ jace impulsy prostokatne podawane ze zródla po¬ siadaja znaczna dlugosc, co wywoluje dodatkowy blad pomiaru, poniewaz nie pozwala na rozróznie¬ nie przebic elektryczno-termicznych od przebic ter¬ micznych. 68 2153 Celem wynalazku jest opracowanie urzadzenia do pomiaru przebic elektryczno-terniicznych i ter¬ micznych, które zapewnialoby wylaczanie zródla w ciagu bardzo krótkiego czasu od chwili wysta¬ pienia przebicia w badanej próbce i joiz przy bar¬ dzo malych znieksztalceniach przebiegu napiecia wywolanych przez przebicie.Cel ten zostal zrealizowany przez opracowanie urzadzenia do pomiaru przebic eleklryczno-termicz- nych i termicznych w pólprzewodnikach i dielek¬ trykach, a zwlaszcza do pomiaru rezystywnosci pól¬ przewodnikowych warstw epitaksjalnych. Urzadze¬ nie zawiera wylaczane zródlo napiecia iimpulsowe- go, zJ^órym pojaczona jest badana próbka. Do prólicp[^ szczytowy i wejs¬ cie fletektora przebiciaJ którego wyjscie polaczone jest jze zródlem. Detektbr zawiera obwód róznicz¬ kujacy, którego wejscia polaczone jest z badana pr^hir^ g? tiryjjfrfe*pftfy*™» jest z wejsciem pierw¬ szego ukladu koincydencyjnego, poprzez uklad wzmacniacza z ograniczaniem. Drugie z wejsc ukla¬ du koincydencyjnego polaczone jest ze zródlem im¬ pulsów strobujacych, które polaczone jest ze zród¬ lem zasilajacym próbke. Do zródla zasilajacego do¬ laczone jest takze wyjscie ukladu koincydencyj¬ nego.Uklad przedstawiony powyzej jest znacznie ko¬ rzystniejszy niz uklad omówiony w stanie techniki.Szybkosc dzialania opracowanego detektora, a wiec równiez i szybkosc wylaczania napiecia zródla jest o kilka rzedów wieksza niz w ukladzie opisanym.Wiaze sie to z detekcja przebicia wlasnie w czasie gdy do próbki przylozone jest napiecie impulsowe, co zapewnia minimalne opóznienie czasowe miedzy wystapieniem przebicia a wylaczeniem zródla i opóznienie to zalezy wylacznie od czasu przecho¬ dzenia sygnalu przebicia przez poszczególne stopnie detektora.Jednoczesne zastosowanie ukladu rózniczkujace¬ go, jako przetwornika znieksztalcen przy przebiciu na sygnal przebicia, pozwala przy wykonaniu go na ograniczniku diodowym na porównywalnosc na¬ wet bardzo malego sygnalu przebicia z sygnalami szkodliwymi pochodzacymi od przedniego i tylnego frontu impulsu zasilajacego. Dzieki temu mozna wylaczac zródlo malymi sygnalami wystepujacymi w poczatkowym momencie przebicia, kiedy jest ono najmniej niszczace. Duze znieksztalcenia impulsu na próbce zwiazane sa na ogól z nieodwracalnym zniszczeniem badanej próbki.Przedmiot wynalazku jest praedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uproszczony schemat blokowy, fig. 2 zasadniczy schemat blokowy ukladów zródla, de¬ tektora i woltomierza, a fig. 3 schemat ideowy ob¬ wodu wejsciowego i przebiegów napiecia.Na fig. 1 zródlo napiecia Z polaczone jest z ba¬ dana próbka P, która polaczona jest równiez z de¬ tektorem przebicia D oraz woltomierzem szczyto¬ wym V, a detektor przebicia polaczony ze zródlem.Na fig. 2 wyjscie 1 zródla Z polaczone jest z ba¬ dana próbka P. Detektor D polaczony jest z badana próbka, przez wejscie ukladu rózniczkujacego D4, którego wyjscie polaczone jest ze wzmacniaczem z ograniczaniem D^ Wyjscie ukladu D2 polaczone jest z wejsciem 1 ukladu koincydencyjnego D8, któ- 1215 4 rego wejscie Z polaczone jest ze zródlem impulsów strobujacych D4 polaczonym z wyjsciem 2 zródla napiecia zasilajacego Z. Wyjscie ukladu koincyden¬ cyjnego D, polaczone jest z wejsciami 1 i 2 zród- 5 la Z.Na fig. 3 przedstawiony jest uklad rózniczkujacy zbudowany na ograniczniku diodowym, oraz prze¬ biegi napiecia wejsciowego U2 w funkcji czasu t.Napiecie Vt bez ograniczania diodami przedstawio- io ne jest linia kreskowana, a po ograniczeniu linia ciagla. Do chwili wystapienia przebicia napiecie Us zalezy tylko od przedniego i tyUnego frontu impulsu na próbce. Podczas wystapienia przebicia na na¬ pieciu wejsciowym V± pojawia sie znieksztalcenie odlegle o czas At od tylnego frontu impulsu. Wyni¬ kiem znieksztalcenia jest dodatkowy .przebieg na¬ piecia wyjsciowego U* Calkowity przebieg U2 jest wzmacniany z ograniczaniem, co nie pozwala na wzrosniecie sygnalów zwiazanych z przednim i tyl- nym frontem impulsu do duzych wartosci. Przebieg ten jest podawany na uklad koincydencyjny, który przenosi sygnal tylko w przypadku podania na dru¬ gie jego wejscie impulsu otwierajacego ze zródla Impulsów strobujacych. Ze wzgledu na koniecznosc wyeliminowania szkodliwego sygnalu pochodzacego od tylnego frontu impulsu zasilajacego impulsy sitrobujace musza konczyc sie nieco wczesniej niz impuls napiecia zasilajacego. Zródlem impulsów strobujacych jest generator impulsów prostokatnych podawanych jednoczesnie do zródla przez uklad 30 opózniajacy. Impulsy te w zródle przetwarzane sa na impulsy wyjsciowe dzieki czemu sa one opóznio¬ ne w stosunku do impulsów strobujacych.Za pomoca urzadzenia opracowanego wedlug wy- nakcdou wykonanie pomiarów sprowadza sie do 39 podlaczenia do wyjscia zródla badanej próbki, któ¬ ra moze byc material lub przyrzad pólprzewodni¬ kowy, i wlaczenie napiecia wyjsciowego. Ciag im¬ pulsów z generatora narasta stopniowo do momentu wystapienia przebicia, wówczas zródlo zostaje wy- 40 laczone chwilowo i nastepnie zaczyna narastac ko¬ lejny ciag impulsów. Wskazanie dolaczonego rów¬ nolegle do próbki woltomierza szczytowego ustala sie na wartosci napiecia odpowiadajacej napieciu przebicia.W przypadku pomiaru pradu przebicia, dokonuje sie pomiaru napiecia na wlaczonym w szereg z próbka oporniku. Pomiar rezystywnosci pólprze¬ wodnikowych warstw epitaksjalnych wymaga od¬ czytu rezystywnosci z odpowiedniej 'krzywej, na 50 której przedstawiony jest zwiazek miedzy rezystyw- noscia warstwy a jej napieciem przebicia. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 55 Urzadzenie do pomiaru przebic termicznych i elektryczno-terniicznych pólprzewodników i die¬ lektryków, a zwlaszcza do pomiaru rezystywnosci pólprzewodnikowych warstw epitaksjalnych, za- 60 wierajace wylaczane zródlo napiecia impulsowego polaczone z badana próbka, która polaczona jest z woltomierzem i wejsciem detektora przebicia, którego wyjscie polaczone jest ze zródlem napie¬ cia, znamienne tym, ze jego detektor (D) zawiera C5 obwód rózniczkujacy (Dj), którego wejscie polaczo-68 215 ne jest z próbka (P), a jego wyjscie polaczone jest z pierwszym wejscierna ukladu koincydencyjnego (Di) poprzez uklad wzmacniacza (D2) z ogranicze¬ niem amplitudy, zas drugie z wejsc tego ukladu koincydencyjnego polaczone jest ze zródlem impul¬ sów strobujacych (DJ polaczonym ze zródlem (Z), z którym takze polaczone jest wyjscie ukladu ko¬ incydencyjnego. z ^¦ ^ W& ' V r J D fig 1 Mtfkwm fig 2KI. 21e,31/26 68 215 MKP GOlr 31/25 ' 4 Ui r a) Uo u, At u, il u, 1L. Kg 3 W li l' ^——f RSW Zakl. Graf. W-wa, z. 442-73, nakl. 110 + 20 egz. Cena z! 10,— PL PL