Устройство для измерения пробивного напряжения полупроводниковых материалов

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 972422

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.11.80 (21) 3222406/18-21 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 R 3!/26

ГосударетееиимИ комитет

СССР (53) УДК 621.317..7 (088.8) Опубликовано 07.11.82. Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 17.11.82 по делам изобретеиий и открытий

I

С. Г. Гордеев, А. А. Захаров, В. В. Казанцев ", "л,;;1;,„., и М. Б. Пс ах и с j " (72) Авторы изобретения

Красноярский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОБИВНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при контроле процессов производства различного рода полупроводниковых структур.

Известно устройство для измерения пробивного напряжения полупроводниковых приборов, содержащее генератор линейно изменяющегося напряжения, первый управляюший вход которого соединен с пусковым блоком, а выход — с входом испытуемого прибо- 1о ра, токосъемный резистор, установленный на выходе испытуемого прибора и подключенный к входу порогового блока, один из выходов которого соединен с вторым управляющим входом генератора линейно изме15 няющегося напряжения, триггер, входы которого подключены к другому выходу порогового блока и к выходу пускового блока, а выход — к управляющему входу логического элемента ЗАПРЕТ, генератор и счетчик импульсов, связанные соответ- 2о ственно с сигнальным входом и выходом логического элемента ЗАПРЕТ (1).

Недостатки известного устройства определяются его значительной сложностью и ограниченной областью практического использования.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения пробивного напряжения полупроводниковых материалов, содержащее источник нарастающего напряжения, одна из выходных клемм которого соединена с первым токоподающим зондом, а другая — с шиной нулевого потенциала, токосъемный резистор, включенный между шиной нулевого потенциала и вторым токоподающим зондом, измерительный прибор, в частности осциллограф, вход X которого подключен к измерительному зонду, вход У вЂ” к точ ке соеди не ни я токосъем но го резистора со вторым токоподающим зондом, а общий вывод — к шине нулевого потенциала (2).

В указанном устройстве измерительный зонд через входное сопротивление осциллографа имеет связь с шиной нулевого потенциала. В связи с этим в месте его контакта с испытуемым полупроводником возникает обратносмещенный барьер, сопротивление которого зависит от приложенного

972422 з напряжения и образует с входным сопротивлением осциллографа делитель напряжения.

Данное обстоятельство отрицательно сказывается на результирующей точности измерения. Существенную погрешность, зависящую от пробивного напряжения образца, вносит также величина упомянутого барьера, особенно при ее приближении к величине искомого пробивного напряжения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения пробивного напряжения полупроводниковых материалов, содержащее источник нарастающего напряжения, одна из выходных клемм которого соединена с первым токоподаюшим зондом, а другая — с шиной нулевого потенциала, токосъемный резистор, включенный между шиной нулевого потенциала и вторым токоподающим зондом, осциллограф, вход X которого подключен к измерительному зонду, вход У вЂ” к точке соединения токосъемного резистора с вторым токоподающим зондом, а общий вывод— к шине нулевого потенциала, введены источник смещающего напряжения, токоограничительный резистор и дополнительный корректирующий зонд, причем источник смещаюгцего напряжения через токоограничительный резистор включен между измерительным и корректирующим зондами в полярности прямого смещения контакта измерительного зонда.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения пробивного напряжения полупроводниковых материалов.

Устройство содержит источник 1 нарастающего напряжения, зондовую головку 2 с токоподающими зондами 3 и 4, измерительным зондом 5 и корректирующим зондом 6, токосъемный резистор 7, осциллограф 8, источник 9 смешающего напряжения и токоограничительный резистор 10. Вход Х осциллографа 8 подключен к измерительному зонду 5, а вход У вЂ” к точке соединения токосъемного резистора 7 с токоподающим зондом 4.

Работа устройства происходит следующим образом.

Напряжение с выхода источника 1 нарастающего напряжения 1 прикладывается к токоподающим зондам 3 и 4 таким образом, что обратносмещенный контакт металлполупроводник образуется у зонда 4. Напряжение, приложенное к обратносмещенному контакту, снимается с измерительного зонда 5 и количественно определяется по шкале на экране. осциллографа 8.

Поскольку измерительный зонд 5 через входное сопротивление осциллографа 8 оказывается связанным с шиной нулевого потенциала, в месте его контакта с полупроводником в случае отсутствия дополнительного источника смещающего напряжения также образуется искажающий результаты измерения обратносмещенный барьер, сопротивление которого составляет с входным сопротивлением осциллографа 8 делитель напряжения с неизвестным коэффициентом деления, зависящим от приложенного напряжения.

Включение дополнительного источника 9 смещающего напряжения в полярности, обеспечивающей прямое смещение измерительного зонда 5, устраняет обратносмещенный барьер в месте контакта, и, таким образом, измерительный зонд 5 оказывается подключенным непосредственно к объему полупроводника. Резистор 10 предотвращает порчу высоколегированных образцов в случае, когда пробивное напряжение меньше напряжения источника 9 смещающего напряжения. Момент пробоя образца определяется по загибу вольт-амперной характеристики контакта на экране осциллографа 8, вызванному протеканием тока пробоя через токосъемный резистор 7.

Использование в предлагаемом устройстве новых элементов — источника 9 смещаюшего напряжения и корректирующего зонда 6 позволяет достигнуть повышенной точности измерения пробивного напряжения полупроводниковых материалов и значительно снизить требования к входному сопротивлению измерителя напряжения.

Формула изобретения

Устройство для измерения пробивного напряжения полупроводниковых материалов, содержащее источник нарастающего напряжения, одна из клемм которого соединена с первым токоподающим зондом, а другая — с шиной нулевого потенциала, токосъемный резистор, включенный между шиной нулевого потенциала и вторым токоподающим зондом, осциллограф, вход Х которого подключен к измерительному

4О зонду, вход У вЂ” к точке соединения токосъемного резистора с вторым токоподающим зондом, а общий вывод — к шине нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него вве4> дены источник смещающего напряжения, токоограничительный резистор и дополнительный корректирующий зонд, причем источник смещающего напряжения через токоограничительный резистор включен между измерительным и корректирующим зонда»в ми в полярности прямого смещения контакта измерительного зонда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

М 307360, кл. С 01 R 31/26, 1969.

2. Батавин В. В. Контроль параметров полупроводниковых материалов и эпитаксиальных слоев, М., «Советское радио», 1976.

972422

Составитель,!. Морозов

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 7676/37 Тираж 717 По iииснос

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <<Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4