Устройство для измерения емкости полупроводниковых структур

Устройство для измерения емкости полупроводниковых структур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электронной технике и может использоваться в устройствах для измерения и контроля электрофизических параметров полупроводниковых структур. Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит клеммы 1, конденсаторы 2, 5, выключатель 3, автогенератор 4, варикап 6, частотомер 7, блоки 8, 9, 10. Особенностью изобретения является введение блоков 3, 5, 6, 8, 9, что позволяет к автогенератору подключить блок 8 фазовой автоподстройки частоты с блоком выборкихранения в качестве элемента обратной связи. Когда блок 9 находится в режиме выборки, происходит стабилизация частоты автогенератора, а когда в режиме хранения - измерение емкости исследуемом полупроводниковой структуры „ 1 ил „ 3 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„ I 68472

С ".1 к 27/? 6

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИРМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 47240О1/21 (22) ?.6.07.89 (46? 15.10.91. "юл (71) Воронежский технологический институт и Воронежский государственный университет им Ленинского комсомола (72) В.Д, Линник, С.A. Титов, Б.И. Сысоев и Ю,К, Илык (53) 62 1.-317, 799(088,8? (56) Сысоев Б,И, др Автоматизированный измеритель вол,тфарадных характеристик на базе ЭВМ " .)лектронцка-60".—

ПТЭ, 1988, 9 1, с. 67-71. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ И31 ЕРЕНИЯ ЕМКОСТИ

ПОЛУПРОВОЛИИКОВЫХ СТРУКТУР (57) Изобр«те ние относится к электронной технике и может использоваться в устройствах для измерения и конт2 роля электрофизических параметров полупроводниковых структур. Целью изобретения является повеление точности.

Устройство содержит клеммы 1, конденсаторы 2, 5, выключатель 3, автогенератор 4, варикап 6, частотомер 7, блоки 8, 9, 10. Особенностью изобретения является введение блоков 3, 5, 6, 8, 9, что позволяет к автогенератору подключить блок 8 фазовой автоподстройки частоты с блоком выборкихранения в качестве элемента обратной связи. Когда блок 9 находится в режиме выборки, происходит стабилизация частоты автогенератора, а когда в режиме хранения — измерение емкости исследуемой полупроводниковой структуры. 1 ил.

1684728

Изобретение относится к электронной технике для измерения и контроля электрофизических параметров полупроводниковых структур (р-п-переход, 5 барьеры П!оттки, МДП-структуры и т.д,), и может быть использовано для контро- ля качества полупроводниковых структур в производстве интегральных схем на их основе. 10

Цель изобретения — повышение точности, На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения емкости полупроводниковых 15 структур.

Устройство для измерения емкости полупроводниковых структур содержит клеммы 1 для подключения исследуемых полупроводниковых структур, первый 20 разделительный конденсатор 2, управляемый выключатель 3, автогенератор

4, второй разделительный конденсатор

5, варикап 6, частотомер 7, блок 8 фазового дискриминатора частоты, 25 блок 9 выборки-хранения и блок 10 управления.

Разделительный конденсатор 2 включен между клеммой 1 и управляемым выключателем 3, выход которого под- 30 соединен к параллельному колебательному контуру автогенератора 4 и через второй разделительный конденсатор 5, к варикапу 6. Выход автогенератора 4 соединен с входами частотомера 7 и блока 8, используемого для стабилизаЦии собственной частоты автогенератора, выход которого соединен с сигнальным входом блока 9, введенного в качестве элемента обратной связи меж- 40 ду блоком 8 и варикапом автогенератора. Выход блока 9 соединен с вари капом 6. Управляющий вход блока 9 соединен с одним из выходов блока 10 управления, второй выход кбторого 45 подключен к управляющему входу выключателя 3.

Устройство для измерения емкости полупроводниковых структур работает следующим образом. 50

В зависимости от сигналов блока 10 управления устройство обеспечивает два режима работы: режим стабилизации частоты и режим измерения емкости.

В режиме стабилизации частоты блок

9 находится в состоянии выборки, выключатель 3 разомкнут. Частота f автогенератора 4 подстраивается блоком 8 к частоте опорного генератора блока 8. Блок 9 передает выходной сигнал блока 8 на варикап 6 и

1/ 1, = f

В режиме измерения емкости блок 9 находится в состоянии хранения, Bblключатель 3 замкнут, а частота автогенератора определяется емкостью и

1 индуктивно стью cHcTpMbl ° 1i . С y = Со + С +

+ С, С14 где 1.о, С вЂ” индуктивность и емкость контура, С вЂ” емкость варикапа; Сп — параэитные емкости (емкости кабелей, монтажа, входная емкость автогенератора и т.д.); С вЂ” исследуемая емкость);

1

Напряжение U< на выходе блока 9 постоянно и не зависит от выходного сигнала блока 8. Пусть в режиме измерения емкости произошел дрейф частоты

Д, вызванный температурно-временным лрейфом параэитной емкости С<. Тогда частота автоколебаний в этом режиме

После переключения системы в режим стабилизации емкости частота автогенератора 4 изменяется и вновь становится равной Е г за счет изменения емкости 6 С варикапа 6, вызванного изменением напряжения 5,U на варикапе б,вырабатываемогo блоком 8. Напряжение на варикапе и U1 = U о + hU u

1 1 ог =

i.,(с, + с, — Ьс,) ñ.

АС> =ц С>, т.е. изменение емкости варикапа полностью компенсирует дрефовое изменение емкости Сг и суммарная емкость Со остается постоянной.

При переходе в режим измерения емкости напряжение U < на варикане запоминается блоком 9, следовательно, и в этом режиме 6 Ся = ЬСО, тогда

1 о о

Устройство для измерения емкости полупроводниковых структур, содержащее автогенератор, который включает параллельный колебательный контур на входе,в частотомер, соединенные последовательно, первый разделительный

Составитель В. Ежов

Редактор Л. Пчолинская Техред А,Кравчук Корректор Н. Ревская

Подписное

Тираж

Заказ 3505

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óêãîðoä, ул. Гагарина, 101

168472

Таким образом, ошибка в определении Си, обусловленная дрейфом собственной емкости контура, включая дрейф паразитной емкости, либо устраняется, 5 либо ограничивается величиной, связан ной с дрейфом собственной частоты автоколебаний за короткое время длительности режима измерения емкости, Изобретение позволяет измерять емкость полупроводниковых структур с более высокой точностью, чем обычные устройства на основе I.Ñ-автогенераторов. Это дает возможность эффективно использовать предлагаемое устройство для прецизионных измерений электрофизических параметров полупроводниковых структур.

Формула и э о б р е т е н и я 20

6 конденсатор, первая и вторая клеммы для подключения исследуемой полупроводниковой структуры, одна иэ которых соединена с общей шиной, а вторая с первой клеммой первого разделительного конденсатора, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности, введены второй разделительный конденсатор и варикап, соединенные последовательно, блок фазового дискриминатора частоты и блок выборкихранения, соединенные последовательно, управляемый выключатель и блок управления, причем выход блока выборки-хранения соединен с входом варикапа, выход которого соединен с общей риной, вход второго разделительного . конденсатора соединен с входами управляемого выключателя и параллельного колебательного контура, вход блока фазового дискриминатора частоты соединен с выходом автогенератора, а первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с управляемыми входами управляемого выключателя и блока выборки-хранения.