Устройство для измерения гистерезисных характеристик мдп структур

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет -дарственный нвмететСССРделам изобретенийи етнрытнй 9, Бюллетеи Опубликоваиоо 2 та опубликоваиия описан 72) Авторы иаобретения В. М. Колеш Г. Д. К Те) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯСТ ЕРЕЗИСНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МДП-СТ гик только с о ограничивае я устройстваний,Известно также устройство для конг- роля характерных МДП структур, содержащее генератор тестового сигнала, усилитель,генератор пилообразного напряжения, синхронизатор, пороговые устройства н индикатор разности напряжения 121.При циклическом изменении напряжения смещения С-:е характеристики, полученные на переднем и обратном ходе развертки, не совпадают. Этот гисгерезис С- характеристик является одним иэ важнейших параметров, подлежащих измерению, и данное устройство позволяет контролировать этот параметр с ограниченной точностью.Бель предлагаемого иэобрете вышение точности измерений.Для этого в устройство введена сх ма вычитания, соединенная с синхронизагором и емкосгными накопителями, когония - п Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть использовано для контроля качества и измерения параметров МДП-структур.В настоящее время для контроля МДП (металл-диэлектрик-полупроводник) применяются измерители С- Ч (емкость-напряжение) характеристик.Известен автоматический характериограф С- Ч характеристик,состоящий из генератора и усилителя синусоидального измерительного сигнала частотой 1 МгцЦ. Для измерения емкости использо ван метод й С делителя, то есть иэмеренйй тока, протекающего через резистор. Автоматическая синхронизация, развертка и просмотр С-характеристик обеспечиваются использованием генератора пилообразного напряжения самого осциллографа в качестве генератора развертки, а Х и У канадов осциллографа - для регистрации сигналов Сх и Ч, соответственно.С помощью известного устройства можно производить контроль характерисэкрана осциллографа, чгг возможности применении снижает точность измеррые соединены через кпючн с генератором пилообразного напряжения, а управляющие входы ключей соединены с выхо дом порогового устройства.На фиг. 1: дана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график, изображающий- импульс напряжениясмещения во времени; на фиг. 3 - график, изображающий С- У характеристики.Предлагаемое устройство состоит из генератора 1 тестового сигнала и усилителя 2 измерительного сигнала, предназначенных для измерения емкости МДП- структур, методом измерения гока, нротекающего через резистор.З,генератора 4 пилообразного напряжения, преднчзначенного для подачи напряжения смешения на исследуемую структуру, порогового устройства 6, вход которого подключен к выходу усилителя 2 измерительного сигнала, предназначенного дпя управления электронными аналоговыми ключами 7 и 8, схемы 9 вычитания, .предназначенной для автоматического вычитания и цифровой регистрации результата измерений и автоматического синхронизатора 10, предназначенного для синхровизвции работы всего устройства. Ко входам схемы 8 вычитания подключены емкости 11, 12, предназначенные дня расширения импульсов, подаваемых нв иих вночвми 7 и 8, сигнальные входы которых подключены к генератору 4 пилообразного напряжения, а управляющие входы к пороговому устройству 6.При подаче сигнала от генератора 1 на испытываемую Мйй структуру 5, через нее прогекаег ток и нв твкосьемном резисторе 3 выделяегса напряжении, про-, порциональное емкости. Это напряжение усиливается и детекгируегся усилителем 2 измерительного сигнала, а затем попадаег на вход порогового устройства 6.По команде авгоматического синхро низа тора 10 запускается генератор 4 пилообразного напряжения, который формирует передний фронт 18 развертки (фиг. 2). Сигнал на входе порогового устройства 6 изменяется в соответствии с С- характеристикой 14 (фиг. 3). Одновременно автоматический синхронизатор 10 через пороговое устройство 6 подготавливает работу электронного аналогового ключа 7, который исходно ра.зомкнут. В момент времени, когда нвйряжение на входе порогового усройсгва 6 становится равным предварительно установленному напряжению п, срабатывае г пороговое устройс гво и подае т управляющий импульс на ключ 7. Ключ замыкается н напряжение смешения 71,(см. фиг, 2, фиг. 3) подключается к пря мому входу схемы вычитания на вреди,достаточное для заряда конденсатора 11.После отключения ключа 7 конденсатор11 сохраняет напряжение / на время,необходимое для завершения цикла из- Ю мерений.Аналогично, когда автоматическийсинхронизатор 10 подает команду наформирование заднего фронта 14 развертки н через пороговое устройство 13 подготавливает работу ключа 8, конденсатор 18, подключенный к инвергируюшемувходу схемы 9 вычитания, заряжается донапряжения , соответствующего гомуже значению с по С-характерисги-ке 15.ЮМежду входами схемы вычитания образуется напряжение ЬУ=Ч, равноегистерезису С-М характеристик на уровне емкости (оп.Этот уровень задает- Бся величиной опорного напряженияРп СрпВ последней стадии цикла измеренияавтоматический синхронизатор включае т цифровой вольтметр схемы 9 вычитания,: который в цифровой форме регистрирует,ьЧ и позволяет произвести отсчет, либоиспользовать цифровые данные для дальЗф нейшей обработки информации.Дпя того, чтобы с помощью предлагаемого устройства просмотреть саму С- характеристику, достаточно подключить к выходу генератора 4 пилообразного напряжения и выходу усилителя 2 ызмерительного сигнала Х и У каналы осциллографа.Формула и з о б р е т е н и яУстройство для измерения характеристик гистерезисных МЛП-структур, содержащее генератор тестового сигнала, усилитель, генератор пилообразного напряжении, синхронизатор, пороговые устройства и индикатор разности напряжений, о г л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в устройство введена схема вычитания, соединенная с синхронизатором и емкосгными накопителямн, которые соединены через ключи с генератором пи655896 Составитель Т. ДозоровРедактор Б. Павлов Техред 3. Фанта Корректор М. П О/36 а, Тираж 1089 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССР каз 1 по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 пиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная лообоазного напряжения, а управляющиевходы ключей соединены с выходом порогового устройства. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе 1. А 010 ОСА 1 С Д 1 ЯЭ 1 ОЧ О 518 "СОЮо 1 опсе чЕг Ьц Э БЕа е СаеоС 1 ЕГюОСэ РСА Жчею ч. 27, 1966, р 341-3592. Авторское свидетельство СССР у % 2400853, кл. Я 01 К 31/26,01. 04. 69.