Устройство для регистрации вольт-фарадных характеристик

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИЯИЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистмческикРеспублик(22) Заявлено 2 30131 (21) 3240712/1 В51) М. Ка.3 6 О й 31/26 с присоединением заявим йоГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет " Опубликовано ЗЮ 11,82., Бюллетень И 944 3) УДК 621. ЗВ 2. .2(068.В ) Дата опубликования описания ЗЮ 1 М 2Вильнюсский ордена Трудового Красного Знамении орДена Дружбы Народов государственный(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ВОЛЬТ-ФАРАДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК Изобретение относится к электронной и измерительной технике и может бытьиспользовано для исследования поверхностных свойств полупроводников, а также для контроля качества электронных приборов, например на основе структур МДП.Известны устройства для измерения и регистрации вольт-фарадных характеристик. Они основаны на использовании как импульсных, так и гармо" нических сигналов.Одно из известных устройств со" держит генератор синусоидального напряжения, источник напряжения сме" щения, объект измерения, включенный в состав реэистивно-емкостного делителя, усилитель, детектор, схему установки нуля и двухкоординатный регистрирующий прибор. Это устройство позволяет регистрировать вольтфарадные характеристики с помощью высокочастотного тестового сигнала, подаваемого на исследуемый образец13.Недостатком этого устройства является низкая точность регистрации характеристик.Наиболее близким к предлагаемому .является устройство для регистрации вольт-фарадных характеристик, содержащее генератор линейно изменякицего ся напряжения, выход которого соединен с одной иэ клемм для подключения исследуемого образца и со входом горизонтального отклонения регистрирующего прибора, а также операционный усилитель, охваченный цепью от" 1 О рицательной обратной связи, входкоторого соединен с другой клеммой для подключения исследуемого образца, а выход - со входсм вертикального отклонения регистрирующего прибора Г 23.35 укаэанное устройство отличаетсяпростотой, позволяет регистрировать квазистатические вольт-фарадные характеристики только с помощью одного линейно иэменякщегося напряжения, но не обеспечивает высокой чувствительности, а также возможности регистрировать нормированные характеристики, т.е. зависимость емкости исследуемой структуры от напряжения, 25 отнесенную к максимальному ее значению. Цель изобретения - обеспечение воэможности получения нормированных вольт-фарадных характеристик и повышение чувствительности устройства.978084 Ы с(н)Сея т 60 б 5 где С(0 ) - электрическая емкостьизмеряемого объекта.Напряжение О с аналогового дифференцирующего блока поступает на вход детектора 7 амплитуды и вертикальный вход двухкоординатного регистрирующего прибора 6. Детектор 7 амплитуды работает таким образом,что напряжение на его выходе О пропорционально максимальному значению О,или, что однозначно, максимальному значению С(О) ц т ( 1)вам4 У - 1 (4) где К., коэффициент пропорциональности;С(0 )," максимальное значение С(01 )Напряжение 01 поступает на блоксравнения, на котором усиливаетсз разность напряжения О и заданного напряжения 08, источник которого имеется в блоке, На выходе блока Э сравнения получаемое напряжение Мвр равноОюр = Кэ(0 ч 0 в )в где Кз - коэФФициент усиления блокасравнения.Так как Ор имеет определенное конечное значение при определенной проводимости функционального элемента 5, то при большом коэффициенте усиления Кэ напряжение 0 будет совпадать с напряжением Оз с большой точностью. Тогда из (4 ) вытекает, что(ц)вссстясяеяяе - + - является ясстоянной величиной, а с учетом (2) получаетсяС(01 )иизкя 2(Оар) ) (б )В силе равенства (6) вторым регистрирующим прибором 9 измеряется С(01 )панВ случае линейной зависимости проводимости функционального элемента 5 от управляющего напряжения в качестве второго регистрирующего прибора 9 может работать стрелочный нли цифровой вольтметр.За счет изменения проводимости Функционального элемента 5 в цени обратной связи операционного усилителя 4 любое значение С(0) определяет то же напряжение О, и на двухкоординатном регистрирующем приборе 6 регистрируются нормирование вольт-Фарадные характеристики объекта измерения.Так как отношение максимальной емкости объекта измерения и проводимости функцйонального элемента 5 является постоянной величиной, обеспечивается оптимальная постоянная времени аналогового дифференцирунщего блока 2, а тем самым и максимальная чувствительность устройства, потому что при малых емкостях измеряемого объекта уменьшается проводимость функционального элемента 5, что увеличивает соотношение сигнал/шум.Предлагаемое устройство позволяет регистрировать нормированные978084 формула изобретения 10 15 20 Составитель О.Кудрявцеваор Н.Веэродная ТехредЖ.Кастелевич КорректорР Билак е каз 9209/61ВНИИПИпо дел113035,717 комит и откр аушска Подпита СССРтийнаб., д. 4 Тираж сударственно ам иэобретени осква, Ж, тнаа,Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул вольт-фарадные характеристики, обеспечивая максимальную чувствительность, что очень удобно для проведения контроля серий полупроводниковых приборов, например, на основе структур МДП.5 Устройство для регистрации вольтфарадных характеристик, содержащее генератор линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен с ,одной из клемм для подключения исследуемого образца и с входом горизонтального отклонения регистрирующего прибора, а также операционный усили.тель, охваченный цепью отрицательной ,обратной связи, вход которого соединен с другой клеммой для подключения исследуемого образца, а выход - с входом вертикального отклонения ре.гистрирующего прибора, о т л и ч а Ю-щ е е с я тем, что, с целью получения нормированных вольт-фарадныххарактеристик и повышения чувствительности, в него введены детектор амплитуды, блок сравнения и второй регистрирующий прибор, а в качестве цепиотрицательной обратной связи операционного усилителя применен функ"циональный элемент, вход управлениякоторого подключен к входу второгорегистрирующего прибора и через последовательно соединенные блок сравнения и детектор амплитуды к выходуоперационного усилителя.Источники информациифпринятые во внимание при эксперткэв1. Колешков В.М. и др. Ковтроаьв технологии микроэлектроники. Маном,