Устройство для контроля полупроводниковых приборов

 

Союз Советсиик

Социалистических

Республик

0t}892362 (61) Дополиительиае к авт, сеид-ву (22) Заявлеио 210480 (21) 2916964/18-21 „«з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 01 R 31/26

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.12.81,Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 231281 () ЮЖ 621.382..3(.088.8) (72) Авторы изобретения

В.И.Хомич, М.В.Пыж, Н.В.Староверов и .И.Колобутин

1; -„ .; (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

ПРИБОРОВ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при производстве полупроводниковых приборов, преимущественно транзисторов.

Известно устройство для Выбраковки полупроводниковых приборов путем контроля вольт-амперных характеристик р-и переходов, содержащее источник постоянного напряжения, испытательный и эталонный формирователи, состоящие из прерывателя, преобразователя напряжения в ток и дифференцирующего блока (1).

Известное устройство обеспечива- 15 ет отбраковку приборов, у которых вольт-амперная характеристика выходит иэ допуска эталонной вольт-амперной характеристики, однако не измеряет величину напряжения и тока 20 на исследуемом р-и переходе в процессе контроля, в том числе напряжения и тока, при котором наблюдается отклонение вольт-амперной характеристики от эталонной. Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием информации о конкретных величинах напряжения н тока в процессе измерения и 30 информации о величине напряжения на смежном обратно-смещаемом р-n qepeходе, что не позволяет объединить в известном устройстве, например, контроль обратной ветви вольт-амперной характеристики р-и переходов транзистора и контроль смежных р-и переходов.

Наиболее близким техническим реше.нием к изобретению является устройство для определения вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов, содержащее источник питания, датчик, аналого-цифровой.преобразователь, блок памяти, предназначенный для записи детектируемого напряжения, блок регистрации опорного напряжения, программный блок, наделенный функцией трехступенного изменения тока источника. питания и функцией поддержания и регистрации опорного напряжения, вычислитель, подсчитывающий сумму или разность отдельных напряжений измеренного и эталонного, источник эталонных уровней, задающий диапазон допустимых значений напряжений р-и перехода, и блок сравнения, определяющий, нахо" дится ли величина суммы или разности напряжений в диапазоне допустимых

892362 изменений напряжения или выходит эа его пределы (1).

Известное устройство определяет на клеммах исследуемого р-п перехода напряжение согласно отдельным значениям установленного тока.

Недостатком известного устройстI ва является то, что .его функциональные возможности ограничены только контролем вольт-амперных характеристик и не обеспечивают одноврменный контроль величины напряжения на смежном обратно смещаемом р-п переходе.

Вследствие указанных ограниченных функциональных возможностей извест" ное устройство не может совместить указанное испытание р-и переходов в одно и то же время с контролем вольт-амперных характеристик не увеличивая цикл койтроля йоследних, что ограничивает производительность устройства в целом. Кроме того, при задании малых величин токов на исследуемый р-и переход ст источника тока известное устройство требует значительного времени на установление переходного процесса, обусловленного наличием суммарной емкости р-п герехода исследуемого прибора и электрических цепей для его подключения. Ток заряда суммарной емкости ограничивает большое внутреннее сопротивление источника тока.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия устройства для разбраковки полупроводниковых приборов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля полупроводниковых приборов, содержащее программный блок, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, вычислитель, источник эталонных уровней, соединенный выходом со входом блока сравнения, блок подключепия, соединенный входами с выводами контролируемого. полупроводникового прибора, первым выходом — со входом датчика напряжения, введены источник возрастающего напряжения, операционный усилитель, блок сопряжения, причем выходы программного блока соединены с соответствующими управляющими входами блока памяти, источ,ника возрастающего напряжения, операционного усилителя и аналого-цифрового преобразователя, а первый и второй входы соответственно с выходом блока сравнения и выходом вычислителя, соединенного входом с выходом аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого соединен с выходом блока памяти, соединенного информационным входом через датчик напряжения с выходом источника возрастающего напряжения и первым выходом блока подключения, второй выход которого соединен с информационным входом операционного усилителя, соединенного выходом со вторым входом блока сравнения, второй вход которого соединен через блок сопряжения — с третьим выходом блока подключения.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — график, поясняющий принцип измерения.

Устройство для контроля полупроводниковых приборов содержит источ о ник 1 возрастающего напряжения, датчик 2 напряжения, блок 3 подключения, полупроводниковый прибор 4, блок 5 памяти, аналого-цифровой преобразователь б, операционный усилитель 7, блок 8 сопряжения, блок 9 сравнения, источник 10 эталонных напряжений, вычислитель 11, программный блок 12 °

Устройство работает следующим щ образом.

По команде вычислителя 11 программный блок 12 включает напряжение источника 1 возрастающего напряжения на испытуемый р-и переход прибора 4 и на вход датчика 2 напряжения.

Источник 1 возрастающего напряжения обеспечивает рост напряжения на р-и переходе контролируемого прибора 4 в диапазоне от нуля вольт до -напряжения начала электрического пробоя при измерении обратной ветви вольт ам перной характеристики или до напряжения, соответстВующего максимально допустимому току р-и перехода при измерении прямой ветви вольт-амперной характеристики. Датчик 2 определяет текущую величину возрастающего напряжения на р-и переходе контролируемого прибора 4 и подает ее на вход блока 5, выполненного, например, в виде аналогового запоминающего устройства. Ток, протекающий через р-и переход, от воздействия источника 1 поступает на вход операционного усилителя 7, на выходе которого устанавливает пропорциональное напряжение, которое поступает на входы компараторов блока 9, количество которых равно требуемому количеству точек замера величины, протекающего через р-и переход тока. Эталонные уровни напряжения на компараторы блока 9 задает источник 10. Сигналы с выходов компараторов блока 9 в форме больше или меньше норм заданных источником эталонных уровней поступа55 ют на вход блока 12. Блок 12 вырабатывает циклически следующие импульсы: импульс заряда суммарной емкости р-п перехода контролируемого прибора 4 и электрических цепей для его

gp подключения и импульс измерения.

Импульс заряда суммарной емкости блок 12 подает на управляющий вход операционного усилителя 7 и включает диапазон измерения больших токов, обеспечивая на время действие импуль892362 са малое входное сопротивление операционного усилителя 7, чем осущестляет быстрый заряд суммарной емкости, шунтирующей р-и переход. На время действия импульса измерения блок 12 после установления переходного прс—

5 цесса коммутации операционного усилителя 7 анализирует сигналы, пос" тупающие с выходов компараторов блока 9. tIpv достижении током р-и перехода контролируемого прибора 4 вели- о чины, соответствующей первому заданному уровню тока I1, срабатывает соответствующий компаратор блока 9, а блок 12 вырабатывает команду для запоминания текущего значения возрастающего напряжения на р-и переходе блоком 5 и команду запуска аналого-цифрового преобразователя 6.

Величина напряжения U на р-и переходе, соответствующая току I1 н цифровой форме, с выхода аналого-цифро- 20 ного преобразователя 6 запоминается вычислителем 11. Напряжения, соответствующие токам Iy I 5,устройство измеряет аналогично, но при измерении больших токов, например/ 25

I I 5 блок 12 выдает сигнал на операционный усилитель 7 для включения соответствующего предела измерения токов. При контроле больших уровней токов вольт-амперной характеристики блок 12 прекращает циклическую генерацию заряда суммарной емкости и непрерывно контролирует сигналы, поступающие с выходов компараторов блока 9, чем повышает точность опре-. деления напряжений для больших урон, ней тока с сохранением высокого быстродействия устройства. После запоминания вычислителем ll величины напряжения 05, соответствующего максимальному уровню контролируемого то- 40 ка 1 5, блок 12 отключает напряжение источника l возрастающего напряжения

На этом процесс определения одной ветви вольт-амперной хара TepHcTNKH заканчивается. Вторую ветвь вольт- 45 амперной характеристики устройства измеряют аналогично.

В процессе контроля обратной ветви, вольт-амперной характеристики п ри действии на обратно смещаемый р-и переход контролируемого прчбора

4, возрастающего в широком диапазоне напряжения, напряжение, возникающее на смежном обратносмещаемому р-и переходе, поступает на вход блока 8 сопряженйя, обладающего большим входным сопротивлением.Напряжение с выхода блока 8 поступает на вход соответствующего компаратора блока 9. При возникновении аномальной электрической связи между смеж- Ц) ными р-и переходами контролируемого прибора 4 напряжение иа ныходе cor"".ào. ":зщего устройства 8 превысит величину эталонного уровня напряжения, Заданного источником 10, присущую бездефектным приборам, в результате чего срабатывает компаратор блока

9, а блок 12 выдает команды на блок

Б памяти и аналого-циФровой преобразователь 6 для измерения величины напряжения обратно смещающего р-и переход и вызывающего аномальную связь между р-и переходами контролируемого прибора 4, а затем отключает напряжение источника 1 при измерении вольт-амперной характеристики в диапазоне больших токов, например, I <,предохраняя контролируемый прибор 4 от опасных локальных перегревов, придавая таким ббразом контролю вольт-амперных характеристик новое, неприсущее известным устройствам, качество.

В результате измерений вычислитель

11 запоминает напряжения U1..., П1о соответствующие токам 11 ° -- 110 га также напряжение О л,вызывающее аномальную связь между р-и переходами при наличии таковой. Обработку результатов измерений выполняет вычислитель 11 согласно программируемому алгоритму, определяя принадлежность контролируемого прибора 4 соответствующей группе годности.

Предлагаемое устройство за счет введения блоков 1,7,8 и соответствующих связей более эффективно по сраннению с известными, так.как обеспечивает не только контроль вольт-амперных характеристик, но и испытание смежных р-и переходов, причем в одно и то же время с контролем вольт-амперных характеристик не только увеличивая время контроля последних, но и сокращая цикл измерений, повышая тем самым производительность устройства и расширяя его функциональные возможности.

Кроме того, предлагаемое устройство, благодаря осуществлению одновременного испытания р-п переходов и контроля вольт-амперных характеристик,.позволяет снс евременно обнаружить скрытые дефекты, могущие привести к опасным локальным перегревам и предотвратить отказ испытуемого прибора от их воздействия при

Минимальном времени контроля, таким образом придавая осуществляемому контролю вольт-амперных характеристик дополнительное, неприсущее известным устройствам, качестно.

Путем задания отдельных значений токов,для которых устройство измеряет величину напряжений в соответствии с нор лативно-технической доку- ментацией на величины обратных токов или прямых напряжений при заданном токе, устройство одновременно с контролем вольт-амперных характеристик не только определяет соответствие обратных токов и пряьых напряжений нормам технической документации, но и позволяет. определить техноло892362

Формула изобретения

Составитель В. Дворкин

Редактор Н.Пушненкова Техред А.Савка Корректор Г.Решетняк

Закаэ 11249/68 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,Ж-35,Раушская наб.,д.4/5 филиал ППП Патент, г.ужгород,ул.Проектная, 4 гический запас данных параметров, а благодаря своевременному обнаружению скрытых дефектов устройство позволяет определить величину напряжения электрического пробоя более безопасно для испытуемых приборов в сравнении с известными.

Устройство для контроля полупро» водниковых приборов, содержащее прогграммный блок, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, вычислитель, источник эталонных уровней, соединенный выходом со входом блока сравнения, блок подключения, соединенный входами с выводами контролируемого полупроводникового прибора, первым выходом — со входом датчика напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функцинальных возможностей и повышения быстродействия устройства, в него введены источник возрастающего напряжения, операционный усилитель, блок сопряжения, причем выходы программноro блока соединены с соответствующими управляющими входами блока памяти, источника возрастающего напряжения, операционного усилителя и аналогоцифрового преобразователя,а первый и второй входы соответственно с выходом блока сравнения и выходом вычислителя, соединенного входом с выходом аналого-цифрового преобразователя, информацибнный вход которого соединен с выходом блока памяти, соединенного информационным входом через датчик напряжения с выходом источника возрастающего напряжения и первым выходом блока подключения, второй выход которого соединен с информационным

15 входом операционного усилителя, соединенного выходом со вторым входом блока сравнения, второй вход которого соединен через блок сопряжения с третьим выходом блока подключения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 687419, кл. G 01 R 31/26, 1979, 2. Заявка Японии Р 54-12393, кл. G Ol R 31/26, 1979 (прототип) .