Устройство для измерения параметров дефектов в полупроводниковых приборах

1 746347 Союз СоветсникСоциалистичесникРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дополнитель авт. с вид-ву 7 (21) 255 22) Заявлено 26.12.7 с присоединением заявКл. 2 011 3123) Приори 07,80, Бюллетень М 2 Опублн иова ию делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретенн П. Гончаров 1) Заявител ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХПРИБОРАХ ТРОИСТВ ДЕФЕКТО Изобретение касается измерения параметров дефектов в полупроводниковых при борах, содержащих р-тт. -переход и под вергнутых предварительному воздейсчвию дестабилизирующих фракторов (ионизирующее излучение, температура и т,п,) и может быть использовано для определения концентрации дефектов и сечения захвата носителей,Известны устройства дпараметров дефектов в полусодержащие источник постои напряжения, измеритель етат и регистратор 11 .4 мкк оляетти,ля измеренияпроводниках,янного,токамкости криОсИзвестное устройство обладает ниэой точностью определения анергетичесого положения уровней дефектов, Кроме ого, для обработки результатов измеений необходимо использовать сложный математический аппарат, что приводит .к начительным затратам труда.Известно также устройство для изме- ения параметров дефектов в полупроводниковых приборах с р- тт. -переходом,содержащее генератор высокой частоты,/источник импульсного тока, источник импульсного напряжения, нагрузочный резистор линейный селективный усилительамплитудный детектор, регистратор, криостат и датчик температуры исследуемогоприбора 21.Однако данное устройство не позвпроизвести измерения большой точносОа обработка измерений является довольно трудоемкой,Целью изобретения является повышение точности измерения и снижение трудоемкости обработки: результатов измет, ренияЭто достигается тем, что устройствоснабжено,по крайней мере, двумя блокампреобразования, каждый из которых состоит из двух параллельно вклточенныханалоговых ячеек памяти с подключеннымк их входам ключевыми устройствами иподключенным к выходам обух ячеек вычитающим устройством, выход которогоподключен к одному из входов многока3 7463 нального регистратора, а вхо 1 ы кдочевык устройств соединены с выходом детектора, причем калачевые устройстм соединены с программным блоком, соедийенным с импульсными генераторами тока и напряжения, а датчик температуры исследуе-. - мого прибора в криостате соединен с одним из входов регистратора.На чертеже представлена структурная схема предложенного устройства 10 47 ЛДля уведкченип быстродействии работы предлагаемого устройства величину промежутка времени 4= Ф 1, -необходимо выбирать минимальной, оцнако, с точки зрения минимизации аппаратурной погрешности при регистрации величины ЬС= С ( 1 ) - С ( 1 ) соотношение 1(практически должно быть порядка (5-;10),Напряжения с выходов аналоговых ячеек 12 памяти, выполненных, например,на конденсаторах с истоковыми повторителями, поступают на вход вычитаю- щего устройства 13, выполненного, например, на операционном усилителе, Снимаемое с выхода вычитающего устройства 13 разностное напряжение ЬО, величина которого прямо пропорциональна величине ЬС= С(Ьа) -(Япоступает на один из входов многоканального регистратора 14, выполненного, например, на основе многолучевого шлейфого осциллографа или многоканального аналого-цифрового преобразователя, На другие входы регистратора 14 поступает напряжение с выходов других блоков преобразователя 10, а также напряжение с датчика 4 температуры,Синхронизация работыустройстваОсуществляется программным блоком15, выполненным, например, на задающем стабильном генераторе высокойчастоты, формиромтеле импульсов и делителях частоты,Зная положения моментов времени1 и.1 относительно момента переключения напряжения на р- и- переходе спрямого (или равного нулю) на обратное,находят величину постоянной времени емкостного переходного процесса 7 дкс примаксимальном значении величины Ь Ув функции от температуры.Выражение для Тд д легко получается из выражения нормированного выходного сигналаМт) = си,.- ск,)рд с(о),которое имеет следующий вид для экспоненциального переходного процессаЬ(Г =еХР-фЦ 1- РИЕ/т,ф 1)где- постоянная времени емкост 1ного переходного процесса;4 Г(0) - начальное изменение емкости,лосле переключения напряжения с прямого (или равного нулю) на обратноеД 1 = Ф 2-1,. Оно содержит генератор 1 высокойчастоты, исследуемый полупроводниковыйприбор 2, криостат 3, датчик 4 темпе - ратуры исследуемого полупроводникового 15прибора, генератор 5 импульсного тока,.генератор 6 импульсного напряжения, нагрузочный резистор 7, линейный селективный усилитель 8, . амплитудный детектор 9, блоки 10 преобразования, содержащие ключевые устройства 11, аналоговые ячейки 12 памяти, вычитающиеустройства 13, многоканальный регистратор 14, программный блок 15,Устройство работает следующим образом.Напряжение генератора 1 высокойчастоты поступает на р - и -переходисследуемого полупроводнйкового прибора 2, помещенного в криостат 3 и имеющего тепловой контакт с датчиком 4температуры, Электрический режим р -и;перехода задается генераторами 5 и 6импульсного тока и импульсного напряжения. В результате на нагрузочном резисторе 7 выделяется амплитудно-модулированное напряжение, которое поступает на вход линейного селективного усилителя,8, где усилимется и детектируется амплитудным детектором 9.4Блоки 10 преобразомния, подключенные на выход детектора 9, работают сле-дующим образом, Напряжение.с выходадетектора 9 поступает через ключевыеустройстм 11, выполненные, например,, на интегральных прерымтелях, на аналоговые ячейки 12 памяти, которые запоминают мгновенные амплитуды этогонапряжения в заданные моменты времени 1, й -250Величина момента времени 1 выбирается исходя иэ требомний по временному разрешению набаадаемых емкостных переходных процессов. Если ставит;ся задача регкстрации переходных процессов с минимальной величиной постоянных времениТщц, то величина Ф должна выбираться из соотношения 1 р 0,1 щц,746347 нида Редактор Т. Као га о Тираж 1019 БНИИПИ Государственного по делам, изобретенйй 113038, Москва, Ж, 3933/3 Патент, г, Ужгород, ул. Проектная илиа Составитель АТехред Р. Сйнян Подписноекомитета СССРи открытийРаушская наб., д. 4/5