Способ определения влаги по точке росы
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГИ ПО ТОЧКЕ РОСЫ с помощью полупроводниковой подложки, покрытой диэлектрической пленкой, на которую нанесены металлизированные электроды, заключающиеся в том, что прикладывают между электродами постоянное напряжение, измеряют емкость между ними в процессе охлаждения и определяют температу .ру, при которой происходит увеличение емкости, которую принимают за точку росы, отличающий с я тем, что , с целью повышения точности определения содержания влаги, один из электродов соединяют с полупроводниковой подложкой, определяют напряжение, при котором происходит инверсия проводимости в приповерхностной области полупроводника, и напряжение плоских зон, а постоянное напряжение, которое прикладывают между электродами находят по формуле V KV« ,д где К . И-
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
PECflVSJlHH
09) (П) ltd)) О 01 Н 27/22
Ч = КЧ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3527165/18-25 (22) 20. 12. 82 (46) 30.08.84, Бюл. В 32 .(72) A.A.Те веровский, A.A. Коваленко и С.А.Сотников (71) Московский институт электронного машиностроения (53) 533,275 (088. 8) (56) 1. Берлинер М.A. Измерения влажности М., Энергия, 1973, с. 230231.
2. Bekker N. In Line measurement
of moisture in scaled IC packaqes, "Рп111ре Telecommunication Review", ч. 37, 9 1, March 1979, р.31-33 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГИ ПО
ТОЧКЕ РОСЫ с помощью полупроводниковой подложки, покрытой диэлектрической пленкой, на. которую нанесены металлизированные электроды, заключающиеся в том, что прикладывают между электродами постоянное напряжение, измеряют емкость между ними в процес, ce охлаждения и определяют температу,ру, при которой происходит увеличение емкости, которую принимают за точку росы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения содержания влаги, один из электродов соединяют с полупроводниковой подложкой, определяют напряжение, при котором происходит инверсия проводимости в приповерхностной области полупроводника, и напряжение плоских зон, а постоянное напряжение, которое прикладывают между электродами находят по формуле
С2
S где К >. 1+(1 — — 1 — )
Vq. 2Со
v„c„„— c„
С вЂ” емкость диэлектрической пленки полупроводника) Ю
Сц - емкость:истощенного слоя полупроводника;
Чщ — напряжение плоских зон;
V напряжение инверсии.
1111088 где
1
Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности, к способам определения содержания влаги в корпусах полупроводниковых приборов и микросхем.
Известен способ определения влаги, 5 основанный на измерении температурй точки росы, Анализируемый газ пропускается около зеркальца, которое охлаждено настолько, что на нем начинает конденсироваться влага, со- 1О держащаяся в анализируемом газе. Одновременно измеряют температуру,, при которой начинается выпадение росы.
Затем.по таблицам определяют влажность, соответствующую температуре точки росы СП .
1 ! Недостатки известного способа заключаются в низкой чувствительности н точности определения содержания влажности в корпусах полупроводниковых приборов. zo
Наиболее близкнм по технической сущности к изобретению является способ определения влаги по точке росы .с помощью полупроводниковой подложки, покрытой диэлектрической пленкой; на которую нанесены металлизированные электроды, заключающиеся в том, что прикладывают мекду электродами постоянное напряжение, измеряют емкость между ними в процессе охлаж- .30 дения и определяют температуру, при которой происходит увеличение емкости, которую принимают за точку росыС21.
Недостаток данного способа состоит также в низкой чувствительности, обусловленной малым изменением емкости.
Цель изобретения — повышение точности определения содержания влаги.
Поставленная цель достигается тем.4 что согласно способу определения влаги по точке росы с помощью полупроводниковой подложки, покрытой диэлектрической пленкой, на которую нанесены металлизированные электроды, заключающемся в том, что приклады- 45 вают между электродами постоянное напряжение, измеряют емкость между ними в процессе охлаждения и определяют температуру, при которой происходит увеличение емкости, которую 50 принимают эа точку росы, один из электродов соединяют с полупроводниковой подложкой, определяют напряжение, при котором происходит инверсий проводимости в приповерхностной об- 55 ласти полупроводника, и напряжение плоских зон, а постоянное напряжение
V которое прикладывают между электро. дами, находят по Формуле
Ч EVE, К 1+(1 — †" †)
V> С - С„
С - емкость диэлектрической пленки полупроводникау
C емкость истощенного1 слоя полупроводникау
Vnq - напряжение плоских зону
Vq - напряжение инверсии.
На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способу на фиг. 2 - кривая .зависимости емкости С от температуры t.
Устройство содержит полупроводниковую подложку 1., покрытую диэлектрической пленкой 2, на которую нанесены металлические (металлизированные) эЛектроды 3 и 4. Электрод 3 электрически соединен с подложкой.
Способ осуществляется следующим образом.
Электрод 3 электрически соединен с полупроводниковой подложкой. Определяют напряжение инверсии Чу, при котором происходит инверсия проводимости B приповерхностной области полупроводника, и напряжение Ч„ плоских зон. Между электродами прикладывают постоянное напряжение V кото рое находят по Формуле
Ч=.КЧ, где K > 1+ (1 Чв ) 2С
Vu Сф u
С вЂ” емкость диэлектрической пленки полупроводникау
Сц - емкость истощенного| слоя пол) проводника.
В процессе охлаждения измеряют емкость между электродами 3 и 4, получают кривую 5 зависимости емкости С от температуры t. Определив участок кривой, на котором происходит увеличение емкости без изменения темпера-. туры, принимают температуру, соответствующую этому участку, за температуру точки росы Т .
Пример, Проводилось определение содержания влаги с помощью пластины кремния с термически выражен- . ной окисной пленкой, толщиной 0,12 мкм,, на которую нанесены металлические электроды, выполненные в виде гребенки. Измерение емкости осуществлялось по схеме емкостно-омического делителя. Наличие обогащения в приповерхностном слое полупроводника в исходном состоянии, а также величины напряжения инверсии и плоских эон контролировалось методом вольт-фарадных характеристик. Исходные значения емкостей С, С„и напряжений V, Чщ равныу Co = 80 пфу C„ 20 пф; VU
2,5 В, Ч„ 2,3 В, При этом К > 3 3 а Ч= КЧ„ .
К электродам прикладывалось напряжение Ч. = 10 В и охлаждение велось со скоростью 6 C/мин. Полученная зависимость изображена на фиг. 2. Изменение емкости при конденсации составляет 17 пф. Точка росы Тр . 7 С.
Такая точка росы соответствует относительной влажности 40%.
1111088
Составитель В.Екаев
Редактор М.Келемеш Техред C.Ìèãóíîâà Корректор В.Синицкая Заказ .6302/35... Тираж 822 . Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Предлагаемый способ обладает по сравнению .с известным меньшей трудоемкостью и позволяет заменить дорогостоящее оборудование стандартными приборами. Изобретение позволяет повысить точность определения влажности в пооупроводниковых приборах.
