Устройство для измерения параметров глубоких уровней в полупроводниках

,801370 01 Ь 21 6 СССРНРЫТИИ ВСГнпеюу РЕТЕН ПИСАНИ Мл ергий Кезеагс осСР197 ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАВНЕЙ В ПОЛУПРОВОД к по азначебокихможет для измерения пар уровней в полупро быть использовано аметров г одниках при разр роводник ботке и вых приоизводстве пол 00 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ ПО, ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт физики высокихАН КазССР(56) ЕСЕС, РК 1 ЯСЕТОМ Арр 1 ейМойе 1 Вохсаг Ачега 8 е Яузгеш,пект США, 1979, р. 12,Авторское свидетельство Сф 746347, кл. С 01 К 31/26,54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕТРОВ ГЛУБОКИХ УРО ИКАХ57) Изобретение относит роводниковой технике, п боров, Цель изобретения - упрощение устройства и повышение точности измерений. Устройство содержит криостат 1 с помещенным в него образцом 2 и датчиком 6 температуры образца. Образец 2 подключен к источнику 3 импульсного смещения, источнику 4 постоянного смещения и измерителю 5 емкости. Выход измерителя 5 емкости подключен к первым входам устройств выборки и хранения (УВХ) 8 и 9 первого блока 7 преобразования и УВХ 12 второго блока преобразования. Выборка значений емкости происходит в определенные моменты времени, выбор которых осуществляется программатором 14.Сиг- с нал с УВХ 8 поступает на первый вход вычитающего устройства 10 первого блока 7 преобразования. Сигнал с УВХ 9 поступает на второй вход вычитающего устройства 10 первого блока преобразования и первый вход вычитающе 13 го устройства 13 второго блока 11 преобразования. Введение дополнительной связи позволяет уменьшить количество УВХ и уменьшить некорреллированную ошибку измерения. Сигнал с УВХ 12 поступает на второй вход вычитаю- щего устройства 13 второго блока преобразования, С выходов вычитающих устройств 10 и 13 разностный сигнал передается на регистратор 15, Одно 70683временно на регистратор поступает сигнал с датчика б температуры образца. Использование трех УВХ необходимо и достаточно для получения двух значений изменения емкости при данной температуре и построения зависимости Л С = Г (Т), иэ которой получают значения параметров глубоких уровней в образце, 1 ил, Изобретение относится к физикеполупроводников и предназначено дляизмерения параметров глубоких уровней в полупроводниках и может бытьприменено при разработке и производстве полупроводниковых приборов.Целью изобретения является упрощение устройства и повышение точности измерений,На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит криостат 1для размещения образца 2, источник3 импульсного смещения, источник 4постоянного смещения, измеритель 5емкости, датчик 6 температуры образца, первый блок 7 преобразования,содержащий первое устройство 8 выборки и хранения первого блока преобразования, второе устройство 9 выборки и хранения первого блока преобразования и вычитающее устройство 10,второй блок 11 преобразования, содержащий устройство 12 выборки и хранения второго блока преобразованияи вычитающее устройство 13, программатор 14 и регистратор 15,Устройство работает следующим образом.Источник 3 импульсного смещения,источник 4 постоянного смещения иизмеритель 5 емкости подключены кисследуемому образцу 2, помещенномув криостат 1. Приложенное к исследуемому образцу 2 постоянное смещениеП . от источника 4 постоянного смещения вызывает заполнение глубокихуровней носителями - режим обогащения.Под действием приложенного к образцу2 от источника 3 импульсного смещения происходит вывод основных носи Минимальное значение момента времени с, выбирается из условия с,й 0,1"., где- минимальнаявеличина постоянной времени релаксационного сигнала с исследуемого образца. При этом значение с должно З 5 быть меньше периода импульсов смещения. Напряжения с выходов устройства9 выборки и хранения первого блокапреобразования и устройства 12 выборки и хранения второго блока 11 преобразования поступают на вторые входывычитающего устройства 10 первого бло 10 15 20 25 телей из области локализации - режимобеднения. При этом меняются электрофизические характеристики образца 2,в том числе и емкость от неравновесных значений к равновесным эа счетэмиссии носителей с заполненных глубоких уровней в обедненной областивыше уровня ферми в зону проводимости или в валентную зону в зависимости от типа глубоких уровней. Релаксация емкости исследуемого образцанепрерывно измеряется измерителем5 емкости, однако выборку значенийрелаксационного сигнала производятв определенные моменты времени с1 Эс и с каждого релаксационногопроцесса с помощью устройств выборки и хранения. Причем в первом устройстве 8 выборки и хранения первогоблока 7 преобразования выборку производят, например, в момент временис во втором устройстве 9 выборкии хранения первого блока 7 преобразования - в момент времени с, а в устройстве 12 выборки и хранения второгоблока 11 преобразования - в моментвремени с,13706 83 Составитель К.ЗоринТехред М.Ходанич Корректор И, Эрдейи Редактор Ю. Середа Тираж 746 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Заказ 423150 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 зка 7 преобразования и вычитающего устройства 13 второго блока. 11 преобразования. На первый вход вычитаю- щего устройства 13 второго блока 11 преобразования поступает напряжение с выхода второго устройства 9 выборки и хранения первого блока 7 преобразования, а первый вход вычитающего устройства 10 первого блока 7 пре образования соединен с выходом первого устройства 8 выборки и хранения первого блока 7 преобразования, С выходов вычитающего устройства 10 первого блока 7 преобразования и вычитающего устройства 13 второго блока 11 преобразования снимаются разностные напряжения д Б, величина которых прямо пропорциональна соответствующим величинам разности емкости д СС(г) - С(г), где п = 1, 2 и регистрируются соответствующими каналами регистратора 15, выполненного, например, на основе многоканального аналого-цифрового преобразователя, На один из входов регистратора 15 поступает напряжение от датчика 6 температуры образца 2. Работой предла-, гаемого устройства управляет программатор 14, выполненный, например, на стабильном генераторе импульсов и делителях частоты. Устройства выборки и хранения выполнены, например, на основе интегральных прерывателей, . конденсаторов и повторителей, а вычитающие устройства выполнены, напри 35 мер, на операционных усилителях. Определение параметров глубокихуровней проводится по известным методам из зависимостей изменения Л Сот температуры образца,Использование указанных признаковпозволяет упростить предлагаемое устройство и повысить точность измерений эа счет уменьшения нскорреллпрованной ошибки вычитающих устройств. Формула изобретенияУстройство для измерения парам тров глубоких уровней в полугроводниках, содержащее криост т для размещения образца, датчик температуры образца, по крайней мере два блока преобразования с устройствами выборки и хранения н вычитаюшими устройствами, где первый блок преобразования содержит первое устройство выборки и хранения, выход которого подклкчен к первому входу вычитающего устройства первого блока преобразования, и второе устройство выборки и хранения, выход которого подключен к второму входу вычитающего устройства первого блока преобразования, измеритель емкости, выход которого подключен к первым входам всех устройств выборки и хранения, программатор, выходы которого подключены к вторым входам всех устройств выборки и хранения и входу источника импульсного смещения, выход которого вместе с выходом источника постоянного смещения через образец подключены к датчику температуры образца и выходам всех вычитающих устройств, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности измерений, все блоки преобразования, начиная со второго, содержат одно устройство выборки и хранения, выход которого подключен к второму входу вычитающего устройства этого блока преобразования и к первому входу вычитающего устройства следующего блока преобразования, а первый вход вычитающего устройства второго блока преобразования подключен к выходу второго устройства выборки и хранения первого блока преобразования,