Устройство для регистрации вольт-фарадных характеристик

(22) Заявлено 070778 (21) 2637833/18-25 (5) М. Кл. с присоединением заявки МВ(23) Приоритет 0 01 й 31/26 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытии(72) Авторы изобретения Пензенский филиал Всесоюзного научноисследователького технологическогоинститута приборостроения(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ВОЛЬТ-ФАРАДНЫХ ХАР АКТЕР И СТИ К Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для проведения контроля качества и исследования структур типа металл диэлектрик-полупроводник (МДП-структур) в процессе производства интегральных схем на их основе.По основному авт,сн. Р 658508 известно устройство для регистрации вольт-фарадных характеристик (1),Однако у этого устройства невысокая точность измерения такого важнейшего параметра исследуемой МДП - структуры, как емкость полупроводника из-за использования неточной элек 15 трической схемы замещения МДП-структуры, состоящей из параллельно соеди-; ненных эквивалентной емкости структуры и сопротивления утечки.20Цель изобретения - повышение точности измерения параметров МДП-структуры.Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены блок уп равления, первый ключ, второй сумматор, нуль-орган, запоминающее устройство, второй управляющий. делитель напряжения, соединенный по первому входу а выходом второго операционного 30 усилителя, по второму нходу с выходом запоминающего устройства, а повыходу с перным входом второго сумматора и через первый вход первогоключа с третьим входом Первого сумматора, вторым ключом, соединеннымпо первому входу с выходом второгосумматора, по второму входу - спервым выходом блока управления,потретьему входу - с вторым выходомблока управления, первым входомзапоминающего устройства, вторымвходом первого ключа, управляющимвходом программируемого источникасмещения, а по выходу - с вторымвходом запоминающего устройства ичерез нуль-орган с третьим входомзапоминающего устройства и третьимвходом первого ключа, второй входвторого сумматора соединен с выходом первого ключа, нторой входвторого сумматора соединен с выходом генератора синусоидальных напряжений. Благодаря введенным дополнениямтакое устройство позволяет раздельноизмерять емкости полупроводника идиэлектрика, а также сопротивлениеутечки. полупроводника, и регистри 7638215Таким образом, сравнение данногоустройства с известным показало,что точность измерения параМетровМДП-структуры значительно выше засчет прямого измерения и регистрацииемкости полупроводника без пересчетаее из эквивалентной емкости структуры,Это повышает эффективность использо- .вания устройства в производстве,40 где К 4 - коэффициент передачи управляемого делителя напряжения 4.Индикатор синфазности 9 сравнивает фазы напряжений Оо и 06 и регулирует коэффициент передачи управляемого делителя напряжения 4до достижения условия равенства мнимой части последнего выражения нулю.При этомР,Сэ 16="о С . С С пп2Напряжение Оь с выхода усилителя6 выпрямляется и подается навертикальный вход самописца 8, нагоризонтальный вход которого подается напряжение смещения от источ.ника 3, Из выражения (3) видно,чтопогрешность измерения емкости Сх 20определяется лишь нестабильностьюЦ, и образцовых элементов.Для исключения влияния напряжения смещения на режим операционногоусилителя 11 по постоянному току всхему включены фильтр нижних частот16, регулируемое сопротивление 17 иинвертор 10. На сопротивление 17подается инвертированное напряжениесмещения. Поступающая с Фильтра 16постоянная составляющая выходного 30напряжения операционного усилителя11 регулирует величину сопротивления 17 так, чтобы постоянное напряжение на выходе операционного усилителя 11, а следовательно, и на его 35входе поддерживалось равным нулю.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять параметрыМДП-структур по более точной трех элементной схеме замещения, чтоисключает методические погрешностиизмерения Сп и В п,а также расширяетего функциойальные возможности.Погрешности за счет использованияв известном устройстве неполной(двухэлементной) схемы замещения можно оценить следующим образом.С помощью известного устройстваизмеряется эквивалентная емкость СЭ,состоящая из емкости диэлектрика С 4и емкости полупроводника Сп,с,- СА СС +С Зная значение С (измеряется в режиме обогащения МДП структуры) и значение Сэ, можно, используя выражение (4), рассчитать Сп в интересующей области. Формула изобретения Устройство для регистрации вольтФарадных характеристик по авт.св. Р 658508, о,т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения параметров МДП-структуры, в него введены блок управления,первый ключ, второй сумматор, нуль- орган, запоминающее устройство,второй управляемый делитель напряжения, соединенйый по первому входу с выходом второго операционного усилителя, а по второму входу с выходом запоминающего устройства, а по выходу - с первым входом второго сумматора и через первый вход первого ключа с третьим входом первого сумматора, вторым ключом, соединенным по первому входу с выходом второго сумматора, по второму входу - с первым выходом блока управления, по третьему входу - с вторым выходом блока управления, первым входом запоминающего устройства, вторым входом первого ключа, управляющим входом программируемогоисточника смщения, а по выходу - с вторым входом запоминающего устройства и через нуль-орган с третьим входом запоминающего устройства и третьим входом первого ключа, второй вход второго сумматора соединен с выходом генератора синусоидальных напряжений. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе763 В 21 Ю. Брезгаловточка Корректор И, Муск СоставителТехред Т,Редактор ечаев Тираж 1019 П ИИПИ, Государственного комите по делам изобретений и .откры 5, Москва, Ж, Раушская на 74/39 ак одлисноета СССРтийб., д. 4 13 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная