Способ измерения напряжения пробоя р-п переходов

(22) Заявлено 14.07.77 (21) 2508263/18-25с присоединением заявки Рйпо аелзи нзобретеннй и фткрытнй(088.8) Дата опубликования описания 28.01,80(71) Заявитель Тбилисский ордена Трудового Красного Знаменигосударственный университет(54) СПИ:ОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯ)КЕНИЯ ПРОБОЯ Р- и -ПЕРЕХОДОВ Изобретение относится к области измерений параметров полупроводниковых приборов и может найти применение в микроэлектронике и полупроводниковой промышленности.Известны способы определения напряже5 жения пробоя полупроводниковых диодов, основанные на измерении падения напряжения на,исследуемом р--переходе при протекании обратного тока опреде 36 ленной (но произвольно выбираемой оператором) величины Ц и Я . При атом измерения могут проводить как на постоянном, так и на переменном токе при помощи измерительных импульсов, следующих с частотой, зависящей от типа измеряемого параметра; питающее напряжение может изменяться линейно или дискретно,Обшей погрешностью известных способов измерения напряжения пробоя дчодов является их низкая точность измерения. Прежде всего это вызвано недостатком самой методики измерения, а именно тем, ч,о измерения проводят при токах, на несколько порядков превышающих ток насыщения исследуемых диодов, Это существенное отклонение от требуемых условий измерений данного парЬметра.Такие режимы могут приводить к нежелательным явлениям, таким как переход пробоя во вторичный разрушаюший пробой. Зтому способствует то, что величина тока, при котором фиксируется тадение напряжения на диоде как напряжение пробоя, берется различными исследователями в значительной степени произвольно, Последнее приводит к несопоставимости результатов, получаемых различными исследователями и лабораториями.Известен способ измерения напряжения пробоя р- П -переходов, заключающийся в пропусканин обратного тока через исследуемый р- П -переход, регистрации максимума напряжения шумов и измерении падения напряжения на р- П -переходе 31 . При этом, величина падения11502 жения на р- й -переходе при максимуме шумов можно считать напряжением пробоя. В идеальном случае при напряже-. нии пробоя Оисходя из выражения (1) должен протекать ток Эо. Однако экспоненциальный рост тока при лавинном пробое позволяет производить отсчет напряжения пробоя при токе, всего вдвое превышающем ток насьпцения. Допускаемая при этом погрешность край О не низкая. Если же учесть, что в иэвестных способах напряжение пробоя определяется при токе, на 3,5 порядков превышаошем Зрто очевидно существенное повышение точности измерения параметра и возможность контроля первичного пробоя р- п -перехода.На фиг. 1 показана блок-схема устройства для осуществления способа измерения напряжения пробоя р- ц -переходов;,- на фиг. 2 представлена токовая зависимость 1-шумов обратно-смещенного кремниевого диода; на фиг. 3 представлена зависимость 1шумов от напряжения.25Блок-схема содержит регулируемый историк обратного тока 1, ламповый вольтметр 2, нагрузочный резистор 3, измеряемый р- д -переход 4 включенныйв обратном направлении, регистратор 5 Способ измерения напряжения пробояр- и -переходов, заключающийся в пропускании обратного тока через исследуемый Яср- и -переход, регистрации максимума напряжения шумов и измерений падения1напряжения на р-с-переходе о т л ич а ю ш и й с я тем, что, с целью возможности регистрации первичного пробоя, 35обратный ток изменяют в пределах от0 до 5др где Лр - ток насыщенияр- П -перехода, и регистрируют напряжения первичного пробоя по первому макАо симумунапряжения частотно зависимыхшумов)Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР307360, кл,01 К 31/26, 1969,2. Авторское свидетельство СССР172374, кл. б 01 й 3/26, 1962.3. Полупроводниковые диоды, парамето ры и методы измерений. - М, "Советскоерадио", 1968, с. 86 (прототип). 1/ -шумов.Ток от источника 1 через нагрузочный резистор 3 поступает на исследуе мый р-и-переход 4, В последнем при этом возникают 1/ -шумы, уровень которых регистрирует регистратор 5. Изменяя величину тока в диапазоне О 5.р добиваются максимума шумов.)При этом нет необходимости знать, какое именно значение имеет параметр 0 р. Просто необходимо увеличить ток от нулевого значения до получения первого максимума шумов. Это всегда будет проходить в указанном выше диапазоне токов. Затем измеряют напряжение. пробоя р-)-перехода при помощи лампового вольтметра 2.В начале графика (см. фиг. 2) виден участок резкого росташумов причем ток, при котором шумы достигаот макси 6мума, крайне низкий (около 0,0-0,1 4 мкЛ),На графике (см. фиг. 3) первая стрелкаА отмечает значение напряжения пробоя,определенное по максимуму шумов, вторая стрелка Б отмечает значение падениянапряжения на р- и -переходе при токе10 мкЛ. При использовании известныхспособов определения напряжения пробоядиодов обычно измерения проводят притоках, на 2.3 порядка превышающихуказанное значение. Из представленногосопротивления на графике (фиг. 3) наглядно видно, какую значительную ошибку в определении напряжения пробоядопускают при использовании известныхспособов,Основным преимушеством описанногоспособа является существенное увеличение точности определения параметра. Приэтом возможна регистрация начальногомомента пробоя полупроводника, т.е. первичного пробоя. Формула изобретения711502 у),мкВ (РО П, Стен Подлистета СССР з 9004/33 Тир ЫНИИПИ Государс по делам и 113038, Москва019 венного ком ретений иытии ал ППП Патен Ужгород, ул. Про итибэя,Составитель Т, ДозоровРедактор Е. Гончар Техред 3, фанта Коррек