Устройство для определения закона распределения примесей и измерений квазиконтактного потенциала р-п перехода

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ443341 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 06.02,73 с присоединением кц До Гооудврственный комитетСовета Министров СССРОо делам изобретенийи открытий 32) Приор ите 53) УДК 621 383Опубликовано 15.09.74. Дата опубликования оп Бюллетень М сания 14.05,7(72) Авторыизобрете Г, Дмитриев, А, С. Малкин, В. Ф. Мастеров и Б иков 71) Заявитель ий о ститут енина политехническиМ И Калинина ин м 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОНАРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ И ИЗМЕРЕНИЯЗИКОНТАКТНОГО ПОТЕНЦИАЛА р - и-ПЕРЕХОД фа цилл йства явля 1 коцтактньп 1 я примесей у р - п-переен нем приустро кваз елени лько редел иапазона измеряестепени в завиФи 7)=Л( леммы 1 для под - п-перехода, низИзобретение относится к измерительным приборам и может быть использовано на предприятиях электронной и радиотехнической промышленности, занимающихся разработкой и изготовлением различных полупроводниковых приборов с р - п-переходами, а также может быть использовано в паучно-исследовательской практике.Как известно, основными характеристиками любого р - п-перехода, которые определяют его свойства, являются закон распределения примесей и величина квазиконтактного потенциала,Этц характеристики можно определить пз зависимости емкости р - и-перехода (С) от напряжения (0), которая имеет вил: где у - показатель степени;СУ- квазикоцтактцый потенциал.Показатель степени у определяется зако. ном распределения примеси вблизи р - и-перехода, а квазиконтактный потенциал У,. определяется материалом полупроводника, уровнем легирования и типом примеси.Известно устройство, которое измеряет емкость р - и-перехода в зависимости от напряжения смещения, производит соответствующий пересчет и строит график зависимости С- = /(С) на экране осв. М 155565).Недостатком известногоется то, что с его помощьюб потенциал и закон распремогут быть установлены тходов со ступенчатым расмеси.С целью расширения д10 мых значений показателясим ости 1;, выход усилителя высокоп частоты соединенс входом детектора, выход которого соединен с первгям входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом первого геператора экспоненциального напряжения, а еп выход - с 2-входом осциллографа и первымвходом к,тюча, второй вход которого соединен с выходом второго генератора экспоненциального цап 1)яжепия, а выход - с переключающим реле; входы обоих генераторов эк споценциального напряжения соединены ссинхронизатором,Функциональная схема устройства приведена на чертеже.Устройство включает кзо ключения исследуемого р3кочастотный генератор напряжения 2, высокочастотный генератор тока 3, входной каскад с малой входной емкостью 4, усилитель высокой частоты 5, детектор б, сравнивающее устройство , первый генератор экспоненциально падающего напряжения 8, блок синхронизации 9, второй генератор экспоненциально падающего напряжения 10, управляемый ключ 11, переключающее реле 12 и осциллограф 13.Устройство работает следующим образом, Блок синхронизации (СИНХР) периодически с частотой /=400 Гц запускает оба генератора экспоненциального напряжения ГЭНи ГЭН. Зависимость напряжения (У 1) на выходе ГЭНимеет вид:г.гг= г.гог ехртгде тг - постоянная времени спадания напряженич, которая дискретно (или непрерывно) может быть пзменена оператором, но выбирается такой,1чтооы т 1 (Зависимость напряжения (г.,г 2) на выходе ГЭНимеет вид;(/02 ехртггде т 2 - постояиная времени спадания напряжения, которая дискретно (или непрерывно) может быть изменена оператором, но выбирается такой,1чтобы тг ( - ,УС выхода вьгсокочастотного усилителя (УВЧ) поступает переменное напряжение постоянной (пли медленно изменяющейся за период синхроимпульсов) амплитуды, которое пропорционально С -, тогда па входе сравнивающего устройства будет постоянное (при медленно изменяющейся) напряжение У., -С - .В момент времени 11, когда окажется, что Уг= У, сравнивающее устройство выработает строб-импулыс. Этот момент времени (11) определяется из соотношения.г.аког ехри,11 = - т,1 пг-о443341В этот момент времени на выходе второгогенератора экспоненциального напряжения будет напряжение:о / г т 1,г, 1У 2 = 002 ехр-= 002 ехр- 1 п - /:тг тг гоУ,. т,/тго и если обозначить отношение постоянных врег.гогМЕНИг, ТО ВИДНО, ЧТО У 2 - У01т. е. на выходе управляемого ключа, который5 управляется строб-импульсами сравнивающегоустройства в момент времени 11, будет напряжение сг 2" г,го С. Итак, такая совокупность блоков позволяет проводить математическую операцию возведения в степень б,2 О причем показатель степени задается отношением постоянных времени т 1/т 2 и может бытьлюбым положительным числом.Для определения закона распределенияпримесей нужно, изменяя б=т 1/т 2, добиться20 того, чтобы через точки на экране осциллографа можно было провести прямую линию.Это будет достигнуто, как только т,/т 2 будетподобрано равным у. Таким образом, величина у определяется как отношение тг/т 2,30 при котором на экране осциллографа яркоститочки ложатся на прямую линию.Квазиконтактный потенциал У, определяется экстраполяцией прямой линии, на которую ложатся яркостные точки, к нулю ве 35 личин С 1, т. е, к нулевым отклонениям луча по вертикальной оси,Предмет изобретенияУстройство для определения закона распределения примесей и измерения говазиконтактного потенциала р - гг-перехода по авт. св, 155565, от.гичагогггееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, выход усилителя высокой частоты соединен со входом детектора, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого генератора экспоненциального напряжения, а вы- ;О ход в 2-входом осциллографа и первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом второго генератора экспоненциального напряжения, а выход - с переключающим реле, входы обоих генераторов экспоненциального напряжения соединены с синхронизатором.443341 Составитель В. Немцев едактор Л. Цветкова Ко 1)ректор О. Тюрин; Заказ 7690ЦНИ Поди исноССР ОТ, Загорский Филиал Изд.1659 И Государственного ко по делам изобрет 113035, Москва, Ж, Тираж 679итета Совета Министрний и открытийРаушская наб., д. 4/5