Устройство для измерения гистерезисных характеристик мдп- структур
ОП ИСАНИ
ИЗОБРЕТЕ НИ
К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТ
Союз Советских
Соцмалистимеских
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.04,78(21) 2345171/1 с присоединением заявки №
Гоаудзрствениый комитет ссср
an делам кзооретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликованор5.04. 79. Бюллетень
Дата опубликования Описания 1g
) (72) Авторы изобретения
В. М. Колешко н Г. 1L Каплан (73) Заявитель (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
ГИСТЕРЕЗИСНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК М,Ш -СТРУКТУР
Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть использовано для конгроля качества и измерения параметров МДП-структур.
В настоящее время для контроля МДП (металл-диэлектрик-полупроводник) применяются измерители С- Ч (емкость-напряжение ) характеристик.
Известен автоматический характериограф С- Ч характеристик,состоящий из генератора и усилителя синусоидального измерительного сигнала частотой 1 Мгц
I Ц. Для измерения емкости нспольэо- ван метод К С делителя, то есть измерения гока, протекающего через резистор.
Автоматическая синхронизация, развертка и просмотр О-1 характеристик обеспенчнваются использованием генератора пилообразного напряжения самого осциллографа в качестве генератора развертки, а
Х и У каналов осциллографа -длярегистрвцнн сигналов Сх н V, соответственно.
С помощью известного устройства можно производить контроль характерисгик только с экрана осциллографа, что ограннчнваег возможности применения устройства и снижаег точность измерений
Известно также устройство для контроля характерных NOH структур, содержащее генератор тестового сигнала, усилитель, генератор пилообразного напряження, синхронизатор, пороговые устройства н индикатор разности напряжения (21.
При циклическом изменении напряжения смещения С- i/ характеристики, полученные на переднем и обратном ходе раэвергкн, не совпадают. Этот гнсгерезис
С-Q характеристик является одним иэ важнейших параметров, подлежащих измерению, н данное устройство позволяет контролировать этот параметр с ограниченной точностью.
Бель предлагаемого изобретения - повышение точности измерений.
Оля этого в устройство введена схема вычитания, соединенная с сннхронизагором н eMKocrabIMH накопигелямн, кого655996 рые соединены через ключи с генератором пилообразного напряжения, а управляющие входы ключей соединены с выхо дом порогового устройства.
На фиг. 1: дана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график,. изображающий- импульс напряжения смещения во времени; на фиг. 3 - график, изображающий С- V характеристики.
Предлагаемое устройство состоит ыз генератора 1 тестового сигнала и ycuNIreas 2 измерительного сигнала, предназначенных для измерения емкости МДПструктур, методом измерения гока, цротекаюшего через резистор.З, генератора 4 пилообразного напряжения, преднчзначенного для нодачи напряжения смещения на исследуемую структуру, порогового устройства 6, вход которого подключен к выходу усилителя 2 измерительного сит. нала, предназначенного для управления электронными аналоговыми ключами 7 и
8, схемы 9 вычитания, .нредназначенной для автоматического вычитания и цифровой регистрации резульrara измерений и автоматического синхронизатора ЗО, предназначенного для синхрониза ии работы всего устройства. Ко входам схемы
8 вычитания подключены емкости 11, 12, предназначенные дня расширения импульсов, подаваемых на них ключами 7 и 8, сигнальные входы которых подключены к генератору 4 пилообразного напряжения, а управляющие входы «пороговому устройству 6.
При подаче сигнала от генератора 1 на испытываемую МДйструкгуру 5, через нее прогекаег ток и на токосьемном резисторе 3 выделяется напряжении, пропорциональное емкости. Это напряжение
ycBaHsaercs H детектируется усилителем
2 измерительного сигнала, а затем попадаег на вход порогового устройства 6.
По команде автоматического синхроа» ниэатора 10 запускается reaeparop 4 пилообразного напряжения, который формирует передний фронт 18 развертки (фиг. 2). Сигнал на входе порогового устройства 6 изменяется в соответствии с С-Q характеристикой 14 {фиг. 3). Одновременно автоматический синхронизагор lO через пороговое устройство 6 подготавливает работу электронного аналогового ключа 7, который исходно ра.зомкнут. В момент времени, когда напряжение на входе порогового устройства 6 становится равным предварительно установленному напряжению й, срабатываег пороговое устройство и подаег управляющий импульс на ключ 7. Ключ замыкаегся н напряжение смешения V<, (см. фиг. 2, фиг. 3) подключается к пря3 мому входу схемы вычитания на вре х, достаточное для заряда конденсатора 11.
После отключения ключа 7 конденсатор
11 сохраняет напряжение / на время, необходимое для завершения цикла изЮ мерений.
Аналогично, когда автоматический синхронизатор 10 подает команду на формирование заднего фронта 14 развертки и через пороговое устройство
3$ подготавливает работу ключа 8, конденсагор 18, подключенный к инвергируюшему входу схемы 9 вычитания, заряжается до напряжения 9>, соответствующего тому же значению g по С- / характеристиЗ ке 15.
CN
Между входами схемы вычитания образуется напряжение В последней стадии цикла измерения автоматический синхронизатор включае г цифровой вольтметр. схемы 9 вычитания, который в цифровой форме регистрирует, ьЧ л позволяет произвести отсчет, либо . использовать цифровые данные для дальнейшей обработки информации. йпя того, чтобы с помощью предлагаемого устройства просмотреть саму С-Q характеристику, достаточно подключить к выходу генератора 4 пилообразного напряжения и выходу усилителя 2 измерительного сигнала Х и У каналы осциллографа. Формула изобретения Устройство для измерения характеристик гистерезисных МЛП-с труктур, содержащее генератор тестового сигнала, усилитель, генератор пилообразного напряжении, синхронизатор, пороговые устройства и индикатор разности напряжений, о г л и ч а ю m е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в устройство введена схема вычитания, соединенная с синхрон изатором и емкосгными накопителями, которые соединены через ключи с генератором пи655896 v8 еил Й/2. 2 Составитель 7. Лозоров Редактор Б. Павлов Техред 3. Фанта Корректор М. Пожо Заказ 1510/36g Тираж 1089 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 лообразного на и ряжения, а управляюшие входы ключей соединены с выходом порогового устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . AU40t73Q41c Qlsp80l3 0 518 СЯ Фс Ыпсе verSuS ВЕ ае СИе ac 2. Авторское свидетельство СССР у % 2400853, кл. Cj 01 К 31/26, O l. 04. 69.
