Устройство для измерения параметров мдп-структур

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ЯО„„16386 (5l)5 G 0l R 3l/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Устройство для отбора радиационностойких МДП-структур содержит (фиг.l) генератор 1 высокой частоты, клеммы 2 и 3 для подключения исследуемой МДП-структуры, генератор 4 развертывающего напряжения, разделительный конденсатор 5, измерительный резистор 6, усилитель 7, детектор 8, блок 9 регистрации, блоки 10 и ll памяти, блок 12 формирования опорноГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП.1РЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1068848 (21) 4435492/25 (22) 02.06.88 (46) 30.03.91. Бюл. М - 12 (72) Б.Г.Титов, В.Г. Стадченко и В.Н.Харенжев (53) 621.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1068848, кл. G 01 R 31/86, 1984.

l (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ МДП-СТРУКТУР (57) Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для контроля параметров полупроводниковых приборов, и может быть использовано при оценке качества технологического процесса в производстве МДП-структур. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей эа счет отбора радиационно тойких МДП-структур. В устройство, содержащее генератор 1 выИзобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для контроля параметров полупроводниковых приборов, и может быть использовано при.оценке качества технологического процесса в производстве МДП-структур.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет отбора радиационностойких МДП-структур. На фиг.l представлена функциональная схема устройства для отбора

2 сокой частоты, клеммы 2 и 3 для подключения исследуемой МДП-структуры, генератор 4 развертывающего напряжения, разделительный конденсатор 5, измерительный резистор 6, усилитель 7, детектор 8, блок 9 регистрации, блоки 10 и 11 памяти, блок 12 формирования опорного напряжения, компаратор 3 и дифференциатор 14, введены двухканальный ключ

15, сдвоенный компаратор 16, двухканальный блок 17 задания эталонных значений и индикатор 18, что обеспечивает отбор радиационностойких

МДП-структур путем измерения их электрофизических параметров в виде напряжений на выходе детектора 8 и дифференциатора 14 и сравнения с эталонными напряжениями, записанны-. ми в двухканальном блоке 17 задания эталонных значений, и позволяет отказаться от проведения радиационных испытаний. 2 ил. радиационностойких МДП-структур; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

1638681

ro напряжения, компаратор 13, дифференциатор 14, двухканальный ключ 15, сдвоенный компаратор 16, двухканаль. ный блок 17. задания эталонных значений, индикатор 18 и общую шину

5 (на фиг. 1 не обозначена) .

Выход генератора 1 высокой частоты соединен с клеммой 2 для подключения исследуемой МДП-структуры, другая клемма 3 для подключения которой соединена с одним входом блока 11 памяти, с общей шиной через последовательно соединенные разделительный конденсатор 5 и измеритель5 ный резистор 6, а также с входом генератора 4 развертывающего напряжения, выход которого соединен с одним входом блока 10 памяти. очка соединения разделительно го кон- 20 денсатора 5 и измерительного резистора 6 подключена к входу усилителя

7, выход которого подсоединен через дет ктор 8 к входу дифференциатора

14 и к другому входу блока 10 памяти, 25 подключенного одним входом к выходу генератора 4 развертывающего напряжения и выходом — через блок 12 формирования опорного напряжения к одному входу компаратора 13, подсоединен- 30 ного другим входом к выходу дифференциатора 14 и выходом — к другому входу блока 11 памяти, выход которого соединен с входом блока 9 регистрации. Дифференциатор 4 подключен

ВыхОдОм к ОднОму Входу дВухканальногО ключа 15 и к одному входу первого компаратора сдвоенного компаратора

1б и входом — к другому входу двухканального ключа 15 » к одному входу 40 второго компаратора сдвоенного компаратора 16. Первый и второй выходы двухканального ключа 15 подсоединены к соответствующим управляющим входам

Двухканального блока !7 заДания эта- 45 лонных значений, первый и второй выходы которого соединены с другими входами соответственно первого и второго компараторов сдвоенногo компаратора 16, подключенного выходной шиной к входу индикатора 18.

Иа фиг,2 приняты следующие обозначения: сигнал 19 на выходе генера 3ора

1 высокой частоты; сигнал 20 на выходе генератора 4 развертывающего напряжения; сигнал 21 на выходе блока

12 формирования опорного напряжения; сигнал 22 на вы;Оде детектора 8; сигнал 23 на выходе компаратора 13, Устройство для отбора радиационностойких МДП-структур работает следующим образом.

Исследуемую МДП-структуру подключают к клеммам 2 и 3 (фиг.1). В исходном состоянии на выходе генератора 4 развертывающего напряжения имеется напряжение U (фиг.2, сигнал

20), при котором МДП-структура находится в режиме обогащения. Высокочастотный сигнал Ut, снимаемый с выхода генератора.1 высокой частоты (сигнал 19) и пропорциональный емкости МДП-структуры, проходит через разделительный конденсатор 5, выделяется на измерительном резисторе 6, усиливается усилителем 7 и детектируется детектором 8. После запуска генератора 4 развертывающего напряжения блок 10 памяти запоминает напряжение U g (сигнал .20) на выходе детектора 8, которое соответствует напряжению на выходе емкости окисла

ИДП-с труктуры, а на выходе блока 12 формирования опорного напряжения появляется напряжение 04 (сигнал 21), равное производной вольтфарадной характеристики при напряжении включения, Напряжение (сигнал 22), пропорциональное емкости ИДП-структуры, с выхода детектора 8 поступает на дифференциатор 14, дифференцируется в нем и подается на вход компаратора

13. Так как при напряжениях, близких к напряжению включения, производная вольтфарадной характеристики изменяется в большей степени, чем величина емкости, то регистрацию напряжения включения при заданном уровне произ-. водной можно определить с большей точностью, Для повышения точности измерений задаваемый уровень производной корректируется в зависимости от величины емкости структуры в режиме обогащения путем изменения опорного напряжения на одном из входов компаратора 13, При равенстве напряжения с выхода блока 12 формирования опорного напряжения и сигнала с выхода дифференциатора 14 на выходе компаратора 13 появляется сигнал 23, поступающий на второй вход блока

11 памяти, который запоминает напряжение, которое было в этот момент на МДП-структуре, Напряжение включения МДП-структуры, зафиксированное блоком 11 памяти, измеряется блоком

9 регистрации, I 63868

Кроме того, сигналы с выходов детектора 8 и дифференциатора 14 поступают соответственно на одни входы первого и второго компараторов сдвоенного компаратора 16, на другие входы которого подаются эталонные сигналы с первого и второго выходов двухканального блока 17 задания эталонных значений, при этом двухканальный 10 ключ 15 разомкнут. Результат сравнения с выходной шины сдвоенного компаратора

16 поступает на вход индикатора 18, в котором осуществляется индикация результата. 15

Запись эталонных значений в блок

17 задания эталонных значений производится следующим образом.

К клеммам 2 и 3 подсоединяется эталонная радиационностойкая МДП-ИС и производится измерение напряжений

U и Uo„(ôèã.2). При этом двухканальный ключ 15 переводится в замкнутое состояние, и сигналы с выходов детектора 8 и дифференциатора 14 поступают на первый и второй информационные входы блока 17 задания эталонных значений, где и запоминаются, ; Использование изобретения позво- 30 ляет повысить достоверность отбора

6 радиационностойких МДП-структур и сократить затраты на отбор примерно на 347.

Фо рмула из обре тения

Устройство для измерения параметров МДП-структур по авт. св.

Ф 1068848, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет отбора радиационностойких МДП-структур, в него введены дополнительный сдвоенный компаратор, двухканальный блок задания эталонных значений, индикатор и .двухканальный ключ, подсоединенный одним входом к выходу дифференциатора и к одному входу первого дополнительного компаратора, другим входом — к входу дифференциатора и к одному входу второго дополнительного компаратора, первым и вторым выходами — к соответствующим управляющим входам двухканального блока задания эталонных значений, первый и второй выходы которого соединены с другими входами соответственно первого и второго дополнительных компараторов, выходная шина дополнительного сдвоенно "о компаратора подключена к входу ин.икатора.

1638681

- g8

Составитель В.Костюхин

Редактор M. Цитк ина Техред С.Мигунова

Корректор Н.Король

Заказ 927 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

1роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101