Устройство для измерения емкости полупроводниковых структур

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК БО 6 А 1)5001827 Н ТЕН РСК ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИПРИ ГННТ СССР С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Воронежский технологический институт и Воронежский государственныйуниверситет им Ленинского комсомола(56) Сысоев Б,И, др Автоматизированный измеритель вольтФарадцых характеристик ца базе ЭВМ "электроника". -ПТЭ, 1988, Р 1, с. 67-71,(5 ч) УСТРОРСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТИПОЛУПРОВОПИИКОВЫХ СТРУКТУР(57) Изобрте ние относится к электронной технике и может использоватьсяв устройствах для измерения и контроля электрофизических параметров полупроводниковых структур. Целью изобретения является повьппение точности.Устройство содержит клеммы 1, конденсаторы 2, 5, выключатель 3, автогенератор 4, варикап 6, частотомер 7,блоки 8, 9, 10. Особенностью изобретеция является введение блоков 3, 5,6, 8, 9, что позволяет к автогенератору подключить блок 8 Фазовой автоподстройки частоты с блоком выборкихранения в качестве элемента обратнойсвязи. Когда блок 9 находится в режиме выборки, происходит стабилизациячастоты автогенератора, а когда в режиме хранения - измерение емкостиисследуемоц полупроводниковой структуры, 1 ил.1684728 Напряжениепостоянно и н ла блока емкости званный ом параэ та авток сигна рения ДГ, в ЛрейА часто еаЬ Гп, т е иэменениполностью компенсименение емкости ЕСкость Со остаетсяпереходе в режим инапряжение Пна вася блоком 9 вежиме Д С е емкости варует дрефо,г и суммарпостоянной. ика я е ерения е кане зап с на тель огда слело= ЬС том ты блоки, вы- Г автооком 8 илизации част стоянии выбор мкнут, Частот страивается б В Режиме ст9 находится включатель 3 рагенератора 4 и Изобретение относится к электронной технике для измерения и контроляэлектроФизических параметров полупроводниковых структур (р-о-переход,5барьеры 81 оттки, МДП-структуры и т.д,),и может быть использовано для контро-ля качества полупроводниковых структур в производстве интегральных схемна их основе, 10Цель изобретения - повышение точности,На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема устройства дляизмерения емкости полупроводниковых 15структур.Устройство для измерения емкостиполупроводниковых структур содержитклеммы 1 для подключения исследуемыхполупроводниковых структур, первый 20разделительный конденсатор 2, управляемый выключатель 3, автогенератор4, второй разделительный конденсатор5, варикап 6, частотомер 7, блок 8Фазового дискриминатора частоты, 25блок 9 выборки-хранения и блок 10 уп"равления.Разделительный конденсатор 2 включен между клеммой 1 и управляемымвыключателем 3, выход которого подсоединен к параллельному колебательному контуру автогенератора 4 и черезвторой разделительный конденсатор 5,к варикапу 6, Выход автогенератора 4соединен с входами частотомера 7 иблока 8, используемого для стабилизаЦии собственной частоты автогенератора, выход которого соединен с сигнальным входом блока 9, введенного вкачестве элемента обратной связи между блоком 8 и варикапом автогенератора. Выход блока 9 соединен с варикапом 6. Управляющий вход блока 9соединен с одним из выходов блока 10управления, второй выход кбторого 45подключен к управляющему входу выключателя 3.Устройство для измерения емкостиполупроводниковых структур работаетследующим образом, 50В зависимости от сигналов блока 10управления устройство обеспечиваетдва режима работы: режим стабилизациичастоты и режим измерения емкости,к частоте опорного генератора блока 8. Блок 9 передает выходной сигнал блока 8 на варикап 6 и Г - (Я,",:В режиме измерения емкости блок 9 находится в состоянии хранения, выключатель 3 замкнут, а частота авто- генератора определяется емкостью и1 индуктивностью системы: 1. С = Со+ Сб+ + Са, С 14 где 1,о, С - индуктивность и емкость контура, С- емкость вари- капа; Сп - паразитные емкости (емкости кабелей, монтажа, входная емкость автогенератора и т.д.); С 14 - исследуемая емкость); ц на выходе блока 9зависит от выходного8. Пусть в режиме измпроизошел дрейФ частотемпературно-временнымтной. емкости Ся. Тогдлебаний в этом режиме После переключения системы в режим стабилизации емкости частота автоген ратора 4 изменяется и вновь становит ся равнойза счет изменения емко ти Д С варикапа б, вызванного измене нием напряжения Дц на варикапе б,выр оатываемого блоком 8. Напряжение на варикапе и Н = Г о + ДБ и 1 1ог =Устройство для измерения емкости полупроводниковых структур, содержащее автогенератор, который включает параллельный колебательный контур на входе,в частотомер, соединенные последовательно, первый разделительный 25 Составитель В, Ежов Редактор Л. Пчолинская Техред А,Кравчук Корректор Н, РевскаяПодписное Тираж Заказ 3505 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул, Гагарина, 101 168472Таким образом, ошибка в определении СИ, обусловленная дрейфом собственной емкости контура, включая дрейфпаразитной емкости, либо устраняется,5либо ограничивается величиной, связанной с дрейфом собственной частоты автоколебаний за короткое время длительности режима измерения емкости,Изобретение позволяет измерять емкость полупроводниковых структур сболее высокой точностью, чем обычныеустройства на основе 1.С-автогенераторов. Это дает возможность эффективноиспользовать предлагаемое устройстводля прецизионных измерений электрофизических параметров полупроводниковых структур. формула изобретения 20 8бконденсатор, первая и вторая клеммы для подключения исследуемой полупроводниковой структуры, одна иэ которых соединена с общей шиной, а вторая с первой клеммой первого разделительного конденсатора, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности, введены второй разделительный конденсатор и варикап, соединенные последовательно, блок фазового дискриминатора частоты и блок выборки- хранения, соединенные последовательно, управляемый выключатель и блок управления, причем выход блока выборки-хранения соединен с входом вари- капа, выход которого соединен с общей риной, вход второго разделительного . конденсатора соединен с входами управляемого выключателя и параллельного колебательного контура, вход блока фазового дискриминатора частоты соединен с выходом автогенератора, а первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с управляемыми входами управляемого выключателя и блока выборки-хранения,