Способ определения величины заряда на границе раздела в пленочных структурах

 

О П

1 786728

Союз Йоветскйх

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Доиолиитсл?иию к авт. свид-ву— (22) 3 а явлсl?o 20.04.79 (21) 2755605 18-25 (5!) Л1. Кл."

Н 01 I. 21, 66 с ?11? I (co c; I? I kloñk kilo 3? 3 а и в1. и &

Государственный комитат

СССР по делам изобретений и открытий (23) I1ðèoðèToT—

l o3) У.(К 621.382 (088.8) Опублико?111??о 23.04.82. Бюллстсш ¹ 15

Да га о? бл??копания ol»lca??Ilя 23,04.82 (72) Авторы изобретения

В. И. Поляков, П. И, Перов, Л. А. Авдеева и Б. Г. Игнатов

Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ЗАРЯДА

НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА В ПЛЕНОЧНЫХ

СТРУКТУРАХ

1

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для контроля структур.

Известен способ измерения величины

"-аряда на границе раздела диэлектрик-полупроводник в МДП структурах ll), основанный на измерении величины заряда, прошедшего при заряде по последовательной цепи, состоящей из исследуемой структуры, измерительного устройства и источника напряжения.

Недостатками его являются низкая точность и пригодность только для стр арктур с постоянной времени т" 10 с.

Известен способ измерения всличииь. заряда на границе раздела в и;101109klbkx структурах 12), основанный иа заряде исследуемой структуры от источника пбсто. янного напряжения, измерен?,и напряжения па эталонном конденсаторе и вычислении подвижного и захватываемого заряда, Недостатком этого способа является низкая точность при постоянной времени исследуемой структуры т (10 с, что ограничивает диапазон пригодности способа.

Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей способа.

Цель достигается тем, чт? в известном после зарядки исследуемой структуры се

1тереключают от источника постоянного напряжения к входу операционного усили тсля, измеряют напряжение на выходе опс5 рацпонного усилителя и вычисляют величину заряда иа границе раздела по форi: Ñ×I.

Q,,- —, Q,,= U0C0 (1+ К ) — Qр, р

?дс Q., + Q„. — величина подвижного

* и захватываемого Q,, заРЯ 1Ов;

U„--- напряжение на выходе

011срационного l O11.1IITE,1я, равное напряжению на эталонном конденсаторе в цеkill OOPkITIIOI«I СВЯЗИ i СИ lllтсля после разряда исслс2р .Ivсмой стр кт ры;

А — — коэффициент усиления усилителя:

С, -- емкост1 эталонного кои;Eel IC a XOP a:

Я„ — заряд паразитиой емкости.

11а чертеже приведена функциональная схема устройств;1 для рсализа?цш способа.

Устройство содсрж?гг блок 1 управления, измерительный прибор 2, источник 3

Зр постоянного напряжения. регу "»pyeilol o uo

786

Составитель Л Смирнов

Texpcä Л. Куклина

Корректор Е. Михеева

Редактор E. Хейфиц

Изд ¹ 125 1 ираж 758

В1111ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K,-35, Раушская иаб., д. 415

Подписное

Заказ 2702

Загорская типография Уприолиграфиздата Мособлисполко:,,а

8 вели»гпс, »аразптпую емкость 4, сопротпвIcnne 5 ll емкость 6 исследуемой структуры, операционный усилитель 7, сопротивление ключа 8 — 9, эталонный конденсатор 10, входное сопротивление 11 и емкость 12 операционного усилителя.

Пример. Исследовалась структура

CdSe — CdS, имеющая гетеропереход с концентрацией примеси Ж > 10 з см, которая »мела смкос-,ь Ср 100 пф. Коэфф»»»enò усилс»»я усилителя составлял К"-10 - .

Постоянная ирсмсн» усилителя ту =

= 1х1С1 —— 0,1 с Со/С, = 10 . При напря>ксHll1l U„== 18 постоянная вре bleu» структуры т, = 10 с U, = 6104ВЯ„.,+

+ Q = 4,5 10 " к см . Погрешность в измерси1»и Qv + Qss, не связанная с измерительной аппаратурой, составляет (1%, Способ пригоден для исследования структур металл-полупроводник, полупроводник-полупроводник, диэлектрик-полупроводник.

Форму Ia пзобрстсния

Способ определения вел»чипы заряда иа границе раздела в пле»очных структурах, основа»ный 11а заряде Ilcc;lcдуемой структуры от источника постоянного напряжен»я, измерении напряжения Hà эталîínîì конденсаторе и вычислении подвижного и

:-ахватываемого заряда, о т л и ч а ю щ» йся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможно728

4 стей способа, после зарядки исследуемой структуры ее переключают от источника постоянного напряжения к входу операционного усилителя, измеряют напряжение на выходе операционного усилителя и вычисляют величину заряда на границе раздела по формуле:

Q + Q„— 1 — 7сСо (1 + К ) — Qð>

10 где Qv —, Q „— величина подвижного Qv и захватываемого Q,, зарядов;

Г, — напряжение на выходе

15 операционного усилителя, равное напряжению на эталонном конденсаторе в цепи обратной связи усил»теля после разряда иссле0 дуемой струк1уры;

К вЂ” коэффициент усиления усилителя;

Со — емкость эталонного конденсатора;

25 Q заряд паразит»ой емкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кооп1сп 1. Меаэигешеп of interfeis

Staits С11агс in thc МО5 sisten, Solid — State

3p Electron 1971, х 14, р 571.

2. К. 7iedler and Е, K!aussmann Statis

techniques 4lcasurement of surfase Status i»

МОЯ sistern Appe Phys. Letters x 26, М 7, р 400, 1975.