Устройство для измерения пробивного напряжения полупроводниковых материалов

ОП ИСАНИЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик972422 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ3) УДК 621.317 .7 (088.8) по делам кзобретеннк описания 17.11 ата опубли и открыти расноярский поли 1) Заявител ическии институт ройстве измерительный опротивление осциллошиной нулевого потенм в месте его контаклупроводником возниный барьер, сопротивсит от приложенного В указанном уст зонд через входное графа имеет связь с циала. В связи с эт та с испытуемым и кает обратносмещен ление которого зав(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНАПРЯЖЕНИЯ ПОЛУПРОВО 1Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при контроле процессов производства различного рода полупроводниковых структур.Известно устройство для измерения пробивного напряжения полупроводниковых приборов, содержащее генератор линейно изменяющегося напряжения, первый управляющий вход которого соединен с пусковым блоком, а выход - с входом испытуемого прибо о ра, токосъемный резистор, установленный на выходе испытуемого прибора и подключенный к входу порогового блока, один из выходов которого соединен с вторым управляющим входом генератора линейно изме 15 йяющегося напряжения, триггер, входы которого подключены к другому выходу порогового блока и к выходу пускового блока, а выход - к управляющему входу логического элемента ЗАПРЕТ, генератор и счетчик импульсов, связанные соответ о ственно с сигнальным входом и выходом логического элемента ЗАПРЕТ 1.Недостатки известного устройства определяются его значительной сложностью в" .1 -Л " 1,"1 1 Ф 1,2 ,т тБ.се ЕРЕНИЯ ПРОБИВНОГОНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ и ограниченной областью практического использования.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения пробивного напряжения полупроводниковых материалов, содержащее источник нарастающего напряжения, одна из выходных клемм которого соединена с первым токоподающим зондом, а другая - с шиной нулевого потенциала, токосъемный резистор, включенный между шиной нулевого потенциала и вторым токоподающим зондом, измерительный прибор, в частности осциллограф, вход Х которого подключен к измерительному зонду, вход У - к точке соединения токосъемного резистора со вторым токоподающим зондом, а общий вывод - к шине нулевого потенциала 2.972422 3напряжения и образует с входным сопротивлением осциллографа делитель напряжения. Данное обстоятельство отрицательно сказывается на результирующей точности измерения. Существенную погрешность, зависящую от пробивного напряжения образца, вносит также величина упомянутого барьера, особенно при ее приближении к величине искомого пробивного напряжения. Целью изобретения является повышение точности измерения,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения пробивного напряжения полупроводниковых материалов, содержащее источник нарастающего напряжения, одна из выходных клемм которого соединена с первым токоподаюшим зондом, а другая - с шиной нулевого потенциала, токосъемный резистор, включенный между шиной нулевого потенциала и вторым токоподающим зондом, осциллограф, вход Х которого подключен к измерительному зонду, вход У - к точке соединения токосъемного резистора с вторым токоподающим зондом, а общий вывод - к шине нулевого потенциала, введены источник смещающего напряжения, токоограничительный резистор и дополнительный корректирующий зонд, причем источник смещаюгцего напряжения через токоограничительный резистор включен между измерительным и корректирующим зондами в полярности прямого смещения контакта измерительного зонда,На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения пробивного напряжения полупроводниковых материалов.Устройство содержит источник 1 нарастающего напряжения, зондовую головку 2 с токоподающими зондами 3 и 4, измерительным зондом 5 и корректирующим зондом 6, токосъемный резистор 7, осциллограф 8, источник 9 смешающего напряжения и токоограничительный резистор О. ВходХ осциллографа 8 подключен к измерительному зонду 5, а вход У - к точке соединения токосъемного резистора 7 с токоподающим зондом 4.Работа устройства происходит следующим образом,Напряжение с выхода источника 1 нарастающего напряжения 1 прикладывается к токоподающим зондам 3 и 4 таким образом, что обратносмещенный контакт металл- полупроводник образуется у зонда 4. Напряжение, приложенное к обратносмещенному контакту, снимается с измерительного зонда 5 и количественно определяется по шкале на экране. осциллографа 8,Поскольку измерительный зонд 5 через входное сопротивление осциллографа 8 оказывается связанным с шиной нулевого потенциала, в месте его контакта с полупроводником в случае отсутствия дополнительного источника смещающего напряжения также образуется искажающий результаты измерения обратносмещенный барьер, сопротивление которого составляет с входным сопротивлением осциллографа 8 делитель напряжения с неизвестным коэффициентом деления, зависящим от приложенного напряжения.Включение дополнительного источника 9смещающего напряжения в полярности,обеспечиваюшей прямое смещение измерительного зонда 5, устраняет обратносмещенный барьер в месте контакта, и, таким образом, измерительный зонд 5 оказываетсяподключенным непосредственно к объемуполупроводника. Резистор 10 предотвращает порчу высоколегированных образцов вслучае, когда пробивное напряжение меньше напряжения источника 9 смещающегонапряжения. Момент пробоя образца определяется по загибу вольт-амперной характеристики контакта на экране осциллографа 8, вызванному протеканием тока пробоячерез токосъемный резистор 7.Использование в предлагаемом устройстве новых элементов - источника 9 смещаюшего напряжения и корректирующего зонда 6 позволяет достигнуть повышенной точности измерения пробивного напряженияполупроводниковых материалов и значительно снизить требования к входному сопротивлению измерителя напряжения.Формула изобретенияУстройство для измерения пробивногонапряжения полупроводниковых материалов, содержащее источник нарастающегонапряжения, одна из клемм которого соеди 35 иена с первым токоподающим зондом, адругая - с шиной нулевого потенциала,токосъемный резистор, включенный междушиной нулевого потенциала и вторым токоподающим зондом, осциллограф, вход Хкоторого подключен к измерительному4 О зонду, вход У - к точке соединения токосъемного резистора с вторым токоподающимзондом, а общий вывод - к шине нулевогопотенциала, отличающееся тем, что, с цельюповышения точности измерения, в него вве 45 дены источник смеШающего напряжения,токоограничительный резистор и дополнительный корректирующий зонд, причем источник смещающего напряжения через токоограничительный резистор включен междуизмерительным и корректирующим зонда 50 ми в полярности прямого смещения контакта измерительного зонда.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР55М 307360, кл. С 01 К 31/26, 1969.2. Батавин В. В, Контроль параметровполупроводниковых материалов и эпитаксиальных слоев, М., Советское радио,1976.Составитель,. Морзн Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор Н. Корль Заказ 7676/37 Тираж 77 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4