SU1179232A1 - Устройство дл измерени параметров МДП-структур - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МДП-СТРУКТУР, содержащее генератор высокой частоты, выход которого подключен к шине дл  подключени  затвора МДП-структуры, выходу генератора пилообразного напр жени  и первому входу регистратора. исток ВДП-структуры подключен к входу усилител  и первому выводу делител , второй вьшод которого соединен с общей шиной, выход усилител  подключен к входу детектора, дифференциатор, выход которого соединен с вторым входом регистратора, отличающее с-  тем, что, с целью повьш1ени  быстродействи  и точности измерени , в него введены задатчик эталонных сигналов, коммутатор и дополнительный регистратор, причем выход детектора соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого подключен к задатчику эталонных сигналов, первый выход коммутатора соединен с входом дифференциатора , а второй выход - с первым входом дополнительного регистратора, второй вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напр жени .

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть гфименено в электронной технике дл  измерени  параметров МДП-структур и приборов на их основе.

Известно устройство дл  измерени  параметров МДП-структур, содержащее измерительный генератор, питающий трансформаторный мостик, вторична  обмотка которого через калиброванную проводимость подключена к входу операционного усилител , содержащего в петле обратной отрицательной св зи селективный фильтр, а выход операционного усилител  через детектор соединен с индикаторным устройством lj .

Устройство позвол ет проводить измерени  полных проводимостей и емкостей НЦП-структуры, состо щих из компонент дл  различных ее областей: области пространственного зар да, границы полупроводник - диэлектрик,

окисла.

Недостатком такого устройства  вл етс  ограниченна  область его применени , так как оно не позвол ет определ ть важные параметры областей МДП-структуры и, в частности, эффективное врем  жизни носителей зар да ((п в полупроводнике, скорость поверхностной генерации (рекомбинации ) SQ и распределение плотности поверхностных состо ний N (((,,) по ширине запрещенной зоны полупроводника .

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению  вл етс  устройство дл  измерени  параметров . МДП-структур, содержащее генератор высокой частоты, соединенный с затвором МДП-структуры, другой вывод которой подключен к измерительному резистору делител , генератор пилообразного напр жени , выход которого подключен к затвору МДП-структуры и к первому входу регистратора, электронные блоки линейного широкополосного усилени , линейного детектировани  и электронного дифференцировани , соединенные последовательно и включенные между выходом делител  и другим входом регистратора 2j.

Устройство позвол ет проводить измерени  некоторых параметров МДПструктуры , в частности профил  распределени  концентрации носителей зар да в полупроводнике, а потом

методом сравнени  полученных экспериментальных кривых, с зависимост ми полученными на этом устройстве на МДП-структурах с известными параметрами , используемых в качестве эталонных, провести количественные определени . С помощью этого устройства возможно определение и других параметров МДП-структур, у которых существует зависимость между определ емым параметром и производной dC/dV.

Недостатком данного устройства дл  измерени  параметров МДП-структур , у которых существует линейна  зависимость между определ емым параметром и производной dC/dV (например профиль распределени  примеси в полупроводнике),  вл етс  необходимость иметь МДП-структуры с известными параметрами, определенными какими-либо другими методами . Погрешность определени  параметров измер емой МДП-структуры складываетс  из погрешности выбранного метода измерени  параметров известной МДП-структуры и погрешнбсти сравнени  экспериментальной кривой измер емой МДП-структуры с кривой , полученной на структуре с известными параметрами.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  и точности измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  параметров МДП-структур, содержащее генератор высокой частоты, выход которого подключен к шине дл  подключени  затвора адп-структуры, выходу генератора пилообразного напр жени  и nepiBOMy входу регистратора, исток МДП-структуры подключен к входу усилител  и первому выводу делител , второй вывод которого соединен с общей шиной, выход усилител  подключен к входу детектора, дифференциатор , выход которого соединен с вторым входом регистратора, введены задатчик эталонных сигналов, коммутатор и дополнительный регистратор причем, выход детектора соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого подключен к задатчику эталонных сигналов, первый выход коммутатора соединен с входом дифференциатора , а второй выход - с первым входом дополнительного регистратора , второй вход которого подклю чен к выходу генератора пилообразного напр жени . На чертеже изображена структурна схема устройства дл  измерени  параметров МДП-структур. Устройство содержит генератор 1 пилообразного напр жени , генератор 2 высокой частоты измер емую МДПструктуру 3, делитель 4, линейный ш рокополосный усилитель 5, линейный детектор 6, дополнительный регистра тор 7, задатчик 8 эталонных сигнало дифференциатор 9, регистратор 10, коммутатор 11. Устройство работает следующим об разом. В режиме работы коммутатора 11 Измерение генератор 1 задает на входы МДП-структуры 3, регистраторо 7 и 10 медленно мен ю1цеес  (пилообразное ) напр жение. Регистраторы 7и 10, в качестве которых могут бы использованы, например, двухкоордин ные самописцы, используют это напр  жение дл  создани  развертки по соответствующей оси. Тестовьй сигнал с генератора 2 высокой частоты подаетс  на затвор МДП-структуры. С делител  4 напр жение усиливаетс  широкополосным усилителем 5, детектируетс  линейным детектором 6. С выхода линейного детектора 6 напр жение, пропорциональное текущему значению емкости ВДП-структуры 3, поступает через коммутатор 11 на вход дифференциатора 9 и первого регистратора 7, вызыва  развертку по соответствующей оси, регистратор 7 строит вольт-фарадную харак теристику МДП-структуры 3. С выхода дифференщ1атора 9 напр жение,, пропорциональное производной вольт-фарадной характеристики, поступает на вход второго регистратора 10 и фиксируетс  им по соответствующей оси. После записи вольт-фарадной кривой и ее производной коммутатор 11 переключают в режим Калибровка. 8этом режиме коммутатор 11 отключает выход линейного детектора 6 и подключает выход задатчика 8 эталон ных сигналов к входу первого регист ратора 7 и через дифференциатор 9 к входу второго регистратора 10. Задатчик 8 задает на входы регистратора 7 и дифференциатора 9 калиброванные сигналы в виде импульсного напр жени  треугольной формы, длительность и амплитуда которых могут быть точно заданы. Дифференциатор 9 формирует на выходе по сигналу с задатчика 8 напр жение пр моугольной формы, которое поступает на регистратор 10. При этом амплитуда этого напр жени  равна производной треугольного импульса, зарегистрированного ре гистратором 7. Амплитуда треугольного импульса пропорциональна значению емкости. Измеренное абсолютное значение производной dC/dV используют дл  расчета абсолютных значений распределени  .плотности поверхностных состо ний Ngg(() в выражении .-a{fT b) -поверхностный потенциал; -скорость диэлектрика в МДП-структуре, измеренна  с помощью ре-о гистратора 7 С5 - теоретическа  дифференциальна  емкость области пространственного зар да С - измеренна  дифференциальна  емкость ДМПстрзт туры при приложении напр жени  V} dCg/d g-,теоретически рассчи танна  производна ; dC /dV - измеренна  производна . Измеренное абсолютное значение роизводной dC/dV позвол ет дополни- ельно определить и другие параметы МДП-структуры; скорость поверхно- тной генерации 5 и эффективное рем  жизни из выражени  l -|- -h t,) .f C4vi а основе зависимости в координатах oM77-t wr ( рассчитанна  как ё°-- C,ooCoxNjj-t 6t гдеЯ dV/dt - скорость развертки ге нератора медленно мен ющегос  напр жени  NJJ, щ - концентраци  примеси собственных носителей зар да в полупроводни ке соответственно , В ,fо - диэлектрические пост  нные полупроводника и вакуума соответственно} - измеренна  с помощью регистратора 7 равновесна  емкость МДП- структуры в области инверсии, а - абсолютное значение отрезка, отсекаемого на оси ординат при построении зависимости (3); ос - угол наклона зависимости (3) к оси абсцисс . Таким образом, введение задатчика эталонных сигналов, коммутатора, дополнительного регистратора позвол ет количественно определ ть параметры МДП-структуры, у которых существует сложна  зависимость от производной dC/dV (например, ), S и др.), а также другие параметры, у которых св зь с dC/dV линейна, более точно и быстро вследствие отсутстви  необходимости проведени  дополнительных измерений на эталонных структурах, что существенно повышает точность и быстродействие устройства .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МДП-СТРУКТУР, содержащее генератор высокой частоты, выход которого подключен к шине для подключения затвора МДП-структуры, выходу генератора пилообразного напряжения и первому входу регистратора, исток МДП-структуры подключен к входу усилителя и первому выводу делителя, второй вывод которого соединен с общей шиной, выход усилителя подключен к входу детектора, дифференциатор, выход которого соединен с вторым входом регистратора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, в него введены задатчик эталонных сигналов, коммутатор и дополнительный регистратор, причем выход детектора соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого подключен к задатчику эталонных сигналов, первый выход коммутатора соединен с входом дифференциатора, а второй выход - с первым входом дополнительного регистратора, второй вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения.

   >