Устройство для измерения параметров МДП структур Советский патент 1984 года по МПК G01R31/26 G01R31/28 H01L21/66 

Изобретение относится к контролю параметров полупроводниковых приборов и может быть использовано для оценки качества технологического процесса в проивводстве МДП-БИС.

Известно устройство для измерения емкости МДП-структур, содержащее генератор импульсов, компаратор, блок формирования выходного сигнала и блок регистрации - двухкоординатный самописец, а также сопротивление нагрузки, включаемое последовательно с испытуемым образцом МДПструктуры, усилитель и блок управления С13.

Недостаток устройства заключается в том, что оно не может использоваться для измерения напряжения включения МДП-структур из-за изменения емкости окисла вследствие разброса его толщины, концентрации примеси в полупроводникеЕ , а также .площади верхнего электрода, что наиболее характерно при применении ртутного зонда. Минимальная емкость МДПструктуры в режиме сильной инверсии может превысить уровень емкости, при котором фиксируется напряжение смещения, что не позволит измерить напряжение инверсии структуры.Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее генератор развертки и генератор высокой частоты, соединенные через измеряемую структуру и разделительный конденсатор, соединенный с выходом генератора развертки и с измерительным резистором, подключенным к входу детектора через усилитель, и блок регистрации, которым является двухкоординатный самописец С21.

Недостатком известного устройства является значительная трудоемкость низкая точность измерений вследствие того, что напряжение включения определяется графическим методом из вольтфарадной характеристики.

Цель изобретения - увеличение точности измерений параметров МДПструктур.

Поставленная цель достигается ем, что в устройство, содержащее генератор высокой частоты, с выхоом которого соединена первая клемма ля подключения исследуемой структуры, вторая клемма для подключения сследуемой структуры соединена с выходом генератора развертывающего напряжения и с последовательно соеиненными разделительными конденсатоом и измерительньпи резистором, поледовательно соединенные усилитель детектор, и блок регистрации, дополнительно введены два блока памяти, блок формирования опорного напряжения, компаратор и дифференциатор, при этом второй выход генератора развертывающего напряжения соединен с первым входом первого блока памяти, второй вход которого ПОДКЛЕЭчен к выходу детектора и к входу дифференциатора, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу блока формирования опорного напряжения, вход которого подключен к выходу первого блока памяти, а вход блока регистрации соединен с выходом второго блока памяти, управляющий вход которого соединен с выходом компаратора.

На фиг. 1 приведена функциональная схема, поясняющая работу устройства на фиг. 2 - полные временные диаграммы ,работы устройства.

Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, с выходом которого соединена первая клемма 2 для подключения исследуемой структуры, вторая клемма 3 для подключения исследуемой структуры соединена с выходом. генератора 4 развертывающего напряжения и с последовательно соединенными разделительным конденсатором 5 и измерительным резистором б, последова гельно соединенные, усилитель 7 и детектор §, и блок 9 регистрации, два блока 10 и 11 памяти, блок 12 формирования опорного напряжения, компаратор 13 и дифференцкаЧор 14, при этом второй выход генера.тора 4 :развертывающего напряжения соединен с первым входом первого блока 10 памяти, второй вход которого подключен к выходу детектора 8 и входу дифференциатора 14, выход которого соединен с первым входом компаратора 13, второй вход которого подключен к выходу блока 12 форр/шрования опорного напряжения, вход которого подключен к выходу первого блока 10 памяти, а вход блока 9 регистрации соединен с, второй клеммой 3 для подключения исследуемой структуры через второй блок 11 памяти, управляющий вход которого соединен с выходом компаратора 13.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемую структуру подключают к клеммам ,2 и 3. В исходном состоянии на выходе генератора 4 развертывающего напряжения имеется напряжение U2 (фиг. 2(5), при котором МДПструктура находится в режиме обогащения. . Высокочастотный сигнал, снимаемый с, выхода высокочастотного генератора 1 /( (chHr. 2а) и пропорциональный емкости МДП-структуры, через разделительный конденсатор 5 выделяется на резисторе б, усиливается усилителем 7 и детектируется де jeKTOpOM 8. После запуска генератора 4 развертьдвающего напряжения пеовый блок 10 памяти запоминает напряже

УСТРОЙСТВО ,Щ1Я ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МДП-СТРУКТУР, содержащее генератор высокой частоты, с выходом которого соединена первая клемма : для подключения исследуемой струк туры, вторая клемма для подключения исследуемой структуры соединена с выходом генератора, развертывающего напряжения и с последовательно соединенными разделительным конденсатором и измерительным резистором, последовательно соединенные усилитель и детектор и блок регистрации, отличающе,еся тем, что, с целью увеличения точности измерения, оно снабжено двумя блоками памяти, блоком формирования .опорного напряжения, компаратором и дифференциатором, при этом второй выход генератора развертывающего напряжения соединен с первым входом первого блока памяти, второй вход которого подключен к выходу детектора и к входу дифференциатора, выход ко-. торого соединен с первым входом ком-® паратора, второй вход которого под(Л ключен к выходу блока формирования опорного напряжения, вход которого подключен к выходу первого блока памяти, а вход блока регистрации соединен с выходом второго блока памяти, управляющий вход которого соединен р выходом компаратора. 05 00 00 4 00