SU1111088A1 - Method of determination of moisture by dew point - Google Patents

Method of determination of moisture by dew point Download PDF

Info

Publication number
SU1111088A1
SU1111088A1 SU823527165A SU3527165A SU1111088A1 SU 1111088 A1 SU1111088 A1 SU 1111088A1 SU 823527165 A SU823527165 A SU 823527165A SU 3527165 A SU3527165 A SU 3527165A SU 1111088 A1 SU1111088 A1 SU 1111088A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
electrodes
voltage
capacitance
semiconductor
determining
Prior art date
Application number
SU823527165A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Абрамович Теверовский
Александр Александрович Коваленко
Сергей Александрович Сотников
Original Assignee
Московский Институт Электронного Машиностроения
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 Московский Институт Электронного Машиностроения filed Critical Московский Институт Электронного Машиностроения
Priority to SU823527165A priority Critical patent/SU1111088A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1111088A1 publication Critical patent/SU1111088A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГИ ПО ТОЧКЕ РОСЫ с помощью полупроводниковой подложки, покрытой диэлектрической пленкой, на которую нанесены металлизированные электроды, заключающиес  в том, что прикладывают между электродами посто нное напр жение, измер ют емкость между ними в процессе охлаждени  и определ ют температу .ру, при которой происходит увеличение емкости, которую принимают за точку росы, отличающий с   тем, что , с целью повышени  точности определени  содержани  влаги, один из электродов соедин ют с полупроводниковой подложкой, определ ют напр жение, при котором происходит инверси  проводимости в приповерхностной области полупроводника, и напр жение плоских зон, а посто нное напр жение, которое прикладывают между электродами наход т по формуле V KV« ,д где К . И-A METHOD FOR DETERMINING MOISTURE AT A POINT POINT using a semiconductor substrate coated with a dielectric film on which metallized electrodes are applied, consisting of applying a constant voltage between the electrodes, measuring the capacitance between them during the cooling process and determining the temperature which increases the capacitance, which is taken as the dew point, characterized in that, in order to improve the accuracy of determining the moisture content, one of the electrodes is connected to a semiconductor substrate And, the voltage at which the inversion of conductivity occurs in the surface region of the semiconductor, and the voltage of the flat zones are determined, and the constant voltage that is applied between the electrodes is found using the formula V KV, where K. AND-

Description

ооoo

00 Изобретение относитс  к аналитическому приборостроению, в частности к способам определени  содержани  вл ги в корпусах полупроводниковых при боров и микросхем. Известен способ определени  влаги основанный на измерении температуры точки росы. Анализируемый газ пропускаетс  около зеркальца, которое охлаждено настолько, что на нем начинает конденсироватьс  влага, содержаща с  в анализируемом газе. Од новременно измер ют температуру., при которой начинаетс  выпадение росы. Затем по таблицам определ ют влажность , COOT зет ствуннцую температуре точки |)осы СП.. ) Недостатки известного .способа заключаютс  в низкой чувствительнос и точности определени  содержани  влажности в корпусах полупрЪводниковых приборов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ определени  влаги по точке росы .с помощью полупроводниковой подложки , покрытой дизлектрической пленкой на которую нанесены металлизированные электроды, заключающиес  в том, что прикладывают между злектродами посто нное напр жение, измер ют емкость между ними в процессе охлаждени  и определ ют температуру, при которой происходит увеличение емкости , которую принимают за точку росы Недостаток данного способа состоит также в низкой чувствительности, обусловленной малым изменением емкости . Цель изобретени  - повышение точности определени  содержанц  влаги. Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу определени  вла ги по точке росы с помощью полупроводниковой подложки, покрытой диэлектрической пленкой, на которую на несены- металлизированные электроды, заключающемс  в том, что прикладывают между электродами посто нное напр жение, измер ют емкость между ниьга в процессе охлаждени  и определ ют температуру, при которой происходит увеличение емкости, которую принимают за точку росы, один из электродов соедин ют с полупроводниковой подложкой, определ ют напр жение , при котором происходит инверсий проводимости в приповерхностной области полупроводника, и напр жение плоских зон, а посто нное напр жение V, которое прикладывают между электр дами наход т по формуле V - KVy, где К У l+d Vo Сс, - Си - емкость диэлектрической пленки полупроводника; Сц - емкость истощенного сло  полупроводника; Vfij - напр жение плоских зон; Vfj - напр жение инверсии. На фиг. 1 изображено устройство, реализующее пр&длагаемыЛ способ; на фиг, 2 - крива  зависимости емкости С от температуры t. Устройство содержит полупроводниковую подложку 1, покрытую диэлектрической пленкой 2, на которую нанесены металлические (металлизированные) электроды 3 и 4. Электрод 3 электрически соединен с подложкой. Способ осуществл етс  следующим образом. Электрод 3 электрически соединен с полупроводниковой подложкой. Определ ют напр жение инверсии Уц, при котором происходит инверси  проводимости в приповерхностной области полупроводника , и напр жение V плоских зон. Между злектродами приклады ают посто нное напр жение V, которое наход т по формуле V KVy, где К l+d Vo Со - Си Со - емкость дизлектрической пленки полупроводника; C, емкость истощенного| сло  полупроводника. В процессе охлаждени  измер ют емкость между электродами 3 и 4, получают кривую 5 зависимости емкости С от температуры t. Определив участок кривой, на котором происходит увеличение емкости без изменени  температуры , принимают температуру, соответствующую этому участку, за температуру точки росы Тр. Пример . Проводилось определение содержани  влаги с помощью пластины кремни  с термически выраженной окксной пленкой, толщиной 0,12 мкм,: на которую нанесены металлические электроды, выполненные в виде гребенки . Измерение емкости осуществл лось по схеме емкостно-омического делител . Наличие обогащени  в приповерхностном слое полупроводника в исходном состо нии, а также величины напр жени  инверсии и плоских зон контролировалось методом вольт-фарадных характеристик. Исходные значени  емкостей Cty, Cj и напр жений Vy , Vqj равны; Со 80 пф; Су 20 пф; Vu 2,5 В, УП 2,3 В, При этом К 3,3, а V KV«. К электродам прикладывалось напр жение V 10 В и охлаждение велось со скрростью б С/мин. Полученна  зависимость изобргисена на фиг. 2. Изменение емкости при конденсации составл ет 17 пф. Точка росы Тр . ТС, Така  точка росы соответствует относительной влажности 40%.00 The invention relates to analytical instrumentation, in particular, to methods for determining the content of properties in semiconductor packages and microcircuits. A known method for determining moisture is based on measuring the dew point temperature. The analyzed gas is passed around the mirror, which is cooled to such an extent that moisture containing in the analyzed gas begins to condense on it. At the same time, the temperature at which the dew begins to be measured is measured. Then, humidity is determined by the tables, COOT zeta the temperature of the point |) wasp SP.) The disadvantages of this method are the low sensitivity and accuracy of the determination of the moisture content in the enclosures of the semiconductor devices. The closest to the technical essence of the invention is a method for determining moisture by the dew point. With a semiconductor substrate coated with a dielectric film on which metallized electrodes are applied, consisting of applying a constant voltage between the electrodes, the capacitance between them is measured cooling and determine the temperature at which there is an increase in capacity, which is taken as the dew point. The disadvantage of this method is also low sensitivity, due to No small change in capacitance. The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the moisture content. The goal is achieved by the method of determining moisture by dew point using a semiconductor substrate coated with a dielectric film, on which a constant voltage is applied to non-metallized electrodes, between the electrodes, the capacitance between the electrodes is measured cooling and determine the temperature at which the capacitance increases, which is taken as the dew point, one of the electrodes is connected to the semiconductor substrate, determine the voltage at which Inversion of conductivity occurs in the near-surface region of the semiconductor, and the voltage of the flat zones, and the constant voltage V applied between the electrodes are found by the formula V - KVy, where K K l + d Vo Cc - Cu is the dielectric film capacitance semiconductor; Sc is the capacitance of the depleted semiconductor layer; Vfij is the voltage of flat zones; Vfj is the inversion voltage. FIG. 1 shows a device implementing the pr &method; in FIG. 2, the curve of the dependence of capacitance C on temperature t. The device contains a semiconductor substrate 1, covered with a dielectric film 2, on which metal (metallized) electrodes 3 and 4 are applied. Electrode 3 is electrically connected to the substrate. The method is carried out as follows. Electrode 3 is electrically connected to the semiconductor substrate. Determine the voltage of the inversion Vc, at which the inversion of conductivity occurs in the surface region of the semiconductor, and the voltage V of flat zones. Between the electrodes, a constant voltage V is applied, which is found by the formula V KVy, where K l + d Vo Co - Cu Co is the capacitance of the dielectric semiconductor film; C, capacity depleted | semiconductor layer. During the cooling process, the capacitance between the electrodes 3 and 4 is measured, and curve 5 of the dependence of capacitance C on temperature t is obtained. Having determined the part of the curve on which the capacity increases without changing the temperature, we take the temperature corresponding to this area as the dew point temperature Tr. An example. The moisture content was determined using a silicon wafer with a thermally expressed oxide film, 0.12 µm thick, on which metal electrodes were applied, made in the form of a comb. The capacitance was measured according to the capacitance-ohmic divider circuit. The presence of enrichment in the surface layer of the semiconductor in the initial state, as well as the magnitude of the inversion voltage and flat zones, was monitored by the method of capacitance-voltage characteristics. The initial values of the capacitances Cty, Cj, and stresses Vy, Vqj are equal; Co 80 pf; Su 20 pf; Vu 2.5 V, UP 2.3 V, With K 3.3, and V KV “. A voltage of V 10 V was applied to the electrodes and cooling was carried out with a bc / min rate. The resulting isoborgenic relationship in FIG. 2. The change in capacitance during condensation is 17 pf. Dew Point Tr. TC, Such a dew point corresponds to a relative humidity of 40%.

ПрвапагаемлК способ обладает по сравнению с известным меньшей трудоемкостью и позвол ет заменить дорогосто щее оборудование стандартнымиThe PrvapaemlK method possesses, in comparison with the known, lower labor intensity and makes it possible to replace expensive equipment with standard

приборами. Изобретение позвол ет повысить точность определени  влажности в полупроводниковых приборах .instrumentation. The invention makes it possible to increase the accuracy of determining the humidity in semiconductor devices.

Claims (1)

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГИ ПО ТОЧКЕ РОСЫ с помощью полупроводниковой подложки, покрытой диэлектрической пленкой, на которую нанесены металлизированные электроды, заключающиеся в том, что прикладывают между электродами постоянное напряжение, измеряют емкость между ними в процес- се охлаждения и определяют температуру, при которой происходит увеличение емкости, которую принимают за точку росы, отличающий с я тем, что , с целью повышения точности определения содержания влаги, один из электродов соединяют с полупроводниковой подложкой, определяют напряжение, при котором происходит инверсия проводимости в приповерхностной области полупроводника, и напряжение плоских зон, а постоянное напряжение, которое прикладывают между электродами находят по формулеMETHOD FOR DETERMINING MOISTURE BY THE DEW POINT using a semiconductor substrate coated with a dielectric film on which metallized electrodes are applied, which consist of applying a constant voltage between the electrodes, measuring the capacitance between them during cooling and determining the temperature at which the capacitance increases which is taken as the dew point, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining the moisture content, one of the electrodes is connected to a semiconductor substrate, elyayut voltage at which the inversion of conductivity occurs in the surface region of a semiconductor and the flat band voltage and a DC voltage is applied between the electrodes is found by the formula v = κν„, v = κν „, § § 1 с 1 ) 2С0 1 s 1) 2C 0 где К У/ where K Y / 1,(1 vo - cu · 1, (1 v o - c u ’(Л ’(L Со -C about - емкость диэлектрической плен-^^ dielectric capacitance - ^^ ки полупроводника; semiconductor ki; Сц - SC - емкость истощенного» слоя depleted layer capacity 1 1 полупроводника; semiconductor; Λ н* Λ n * νΠ3 “ ν Π3 “ напряжение плоских зон; stress of flat zones;
Vu - напряжение инверсии.V u is the inversion voltage.
SU823527165A 1982-12-20 1982-12-20 Method of determination of moisture by dew point SU1111088A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823527165A SU1111088A1 (en) 1982-12-20 1982-12-20 Method of determination of moisture by dew point

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823527165A SU1111088A1 (en) 1982-12-20 1982-12-20 Method of determination of moisture by dew point

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1111088A1 true SU1111088A1 (en) 1984-08-30

Family

ID=21040942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823527165A SU1111088A1 (en) 1982-12-20 1982-12-20 Method of determination of moisture by dew point

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1111088A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010134834A1 (en) * 2009-05-22 2010-11-25 Derevyagin Alexandr Mikhailovich Hydrocarbon dew point measuring method and device for implementing same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Берлинер М.А. Измерени влажности М., Энерги , 1973, с. 230231. 2. Bekker N. In-Line measurement of moisture in scaled 1C packages Philips Telecommunication Review, . V. 37, 1, -March , p.31-33 (прототип). *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010134834A1 (en) * 2009-05-22 2010-11-25 Derevyagin Alexandr Mikhailovich Hydrocarbon dew point measuring method and device for implementing same
EA015730B1 (en) * 2009-05-22 2011-10-31 Александр Михайлович ДЕРЕВЯГИН Hydrocarbon dew point measuring method and device therefor
US20120069866A1 (en) * 2009-05-22 2012-03-22 Alexandr Mikhailovich Derevyagin Method for hydrocarbon dew point temperature measurement and device for carrying out said method
US8641270B2 (en) * 2009-05-22 2014-02-04 Alexandr Mikhailovich Derevyagin Method for hydrocarbon dew point temperature measurement and device for carrying out said method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8739622B2 (en) Capacitive humidity detector with nanoporous hydrophilic dielectric
US5528153A (en) Method for non-destructive, non-contact measurement of dielectric constant of thin films
US6974716B2 (en) Method for fabricating a titanium nitride sensing membrane on an EGFET
US4272986A (en) Method and means for measuring moisture content of hermetic semiconductor devices
EP0395349B1 (en) Moisture sensitive element
US7134785B2 (en) Capacitance temperature sensor and temperature measuring device
Duffy et al. Preparation, Optical and Dielectric Properties of Vapor‐Deposited Niobium Oxide Thin Films
SU1111088A1 (en) Method of determination of moisture by dew point
US5161085A (en) Moisture sensitive element and method of manufacturing the same
Burkhardt Dielectric relaxation in thermally grown SiO 2 films
US3679942A (en) Metal-oxide-metal, thin-film capacitors and method of making same
Chiang et al. Simulation and experimental study of the pH-sensing property for AlN thin films
Hasegawa Performance characteristics of a thin-film aluminum oxide humidity sensor
SU989422A1 (en) Humidity and temperature pickup
Salama Conduction in Al2 O 3 Films and Charge Storage in MAOS Structures
SU934254A1 (en) Temperature measuring device
Davidson et al. The moisture dependence of the electrical sheet resistance of aluminum oxide thin films with application to integrated moisture sensors
FI99054C (en) Capacitive humidity sensor
Lowry et al. Characteristics of a surface conductivity moisture monitor for hermetic integrated circuit packages
RU2298781C2 (en) Device for measuring gas moisture
JP4685434B2 (en) Method and system for measuring the dielectric constant of a dielectric layer of a semiconductor wafer
Revesz et al. Reduction of Radiation Sensitivity in MOS Structures by Aluminum Doping of Silicon Dioxide
SU1385090A1 (en) Capacitive pickup
RU1805367C (en) Dew-point hygrometer
SU1718100A1 (en) Method for determination of p-h@@@ value above surface of thin dielectric films