Устройство для измерения емкости полупроводниковых структур

Авторы патента:

G01R27/26 - для измерения индуктивности и(или) емкости; для измерения добротности, например резонансным способом; для измерения коэффициента потерь; для измерения диэлектрических постоянных

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".вЂ”

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 вЂ” 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 вЂ” 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 вЂ” параэитные емкости (емкости кабелей, монтажа, входная емкость автогенератора и т.д.); С вЂ” исследуемая емкость);

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, вЂ” 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.

Устройство для измерения емкости полупроводниковых структур

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть испопьзовано для измерения активных R- и реактивных С- и L-параметров двухполюсников

Устройство для раскалибровки радиоэлементов // 1684726

Изобретение относится к радиоэлектронике и измерительной технике, в частности к контрольно-измерительному оборудованию для массового производства радиоэлементов, например терморезисторов, и может быть использовано для автоматизации производственных и технологических процессов Целью изобретения является упрощение устройства Устройство содержит схему измерения, шифратор, компаратор, индикатор , блок управления.Особенностью изобретения является конкретное выполнение компаратора в чиде п запоминающих элементов 61f6...,6п, соединенных так, что входы первого uie- мента 6, и первые входы последующих элементов 62,0.0,6 являются входами компараторг, а выход 6 является выходом компаратора, причем выходы элементов 6j, бЈ, о,,п-1соединены соответственно с вторыми входами элементов 6Ј,6-j,

Устройство для измерения параметров полупроводниковых детекторов ядерных излучений // 1684725

Устройство для измерения электрических характеристик диэлектрических материалов // 1681280

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для изменения электрических характеристик сыпучих или пастообразных диэлектрических материалов

Способ измерения диэлектрической проницаемости жидкостей // 1681279

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения диэлектрических проницаемостей жидкостей с малыми потерями

Автоматический измеритель параметров радиотехнических элементов и устройств // 1681278

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения центральной частоты, полосы пропускания и/или добротности радиотехнических элементов и устройств, а также для измерения емкости, индуктивности, тангенса угла потерь и др

Способ измерения параметров экранирующих материалов и устройство для его осуществления // 1679413

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для исследования параметров экранирующих материалов, преимущественно являющихся крупногабаритными строительными конструкциями сооружений

Устройство для измерения электропроводимости жидкости // 1677668

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения электропроводимости жидкостей, преимущественно конденсата в паровых турбинах

Измерительный преобразователь емкостного датчика // 1677667

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам контроля и измерения параметров электрических цепей

Устройство для измерения электрической емкости и сопротивления утечки // 1677666

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении автоматических цифровых измерителей

Способ измерения rlc-параметров // 2100813

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в приборах для измерения неэлектрических физических величин посредством емкостных, индуктивных или резистивных датчиков

Способ измерения параметров rlc-цепей // 2100814

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в приборах для измерения неэлектрических физических величин посредством емкостных, резистивных или индуктивных датчиков

Способ определения диэлектрической проницаемости материала // 2103673

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике измерений макроскопических параметров сред и материалов, и, в частности, может использоваться при неразрушающем контроле параметров диэлектрических материалов, из которых выполнены законченные промышленные изделия

Устройство для контроля дефектов в изделиях из диэлектрических материалов // 2103700

Изобретение относится к технике измерений с помощью электромагнитных волн СВЧ диапазона и может использоваться для дефектоскопии строительных материалов различных типов с различной степенью влажности

Устройство для измерения параметров диэлектриков // 2106648

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, может быть использовано для измерения диэлектрических характеристик веществ с помощью емкостного или индуктивного датчика

Способ и устройство для емкостной температурной компенсации и двухпластинчатый емкостной преобразователь давления для его реализации // 2108556

Устройство для измерения диэлектрических параметров среды // 2109274

Изобретение относится к электронному приборостроению и может быть использовано для контроля и измерения диэлектрических параметров различных сред

Способ измерения электрической емкости между двумя проводящими телами и устройство для его реализации // 2110074

Изобретение относится к измерению электрических величин, в частности емкости

Способ и устройство для передачи электромагнитного сигнала через конфигурацию земли // 2111507

Изобретение относится к способам и устройству для передачи электромагнитных сигналов в землю через конденсатор

Устройство для определения тангенса угла диэлектрических потерь // 2115131

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении тангенса угла диэлектрических потерь твердых изоляционных материалов, жидких диэлектриков, например, трансформаторного масла