Устройство для измерения параметров глубоких уровней в полупроводниках Советский патент 1988 года по МПК H01L21/66 

00

о

Од 00 00

го устройства 13 второго блока 11 преобразования. Введение дополнительной связи позволяет уменьшить количество УВХ и уменьшить некорреллиро- ванную ошибку измерения. Сигнал с УВХ 12 поступает на второй вход вычитающего устройства 13 второго блока преобразования. С выходов вычитающих устройств 10 и 13 разностный сигнал передается на регистратор 15. Одновременно на регистратор поступает сигнал с датчика 6 температуры образца. Использование трех УВХ необходимо и достаточно для получения двух значений изменения емкости при данной температуре и построения зависимости J С f (Т), из которой получают значения параметров глубоких уровней в образце. 1 ил.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, предназначено для измерения параметров глубоких уровней в полупроводниках и может быть использовано при разработке и производстве полупроводниковых приборов. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение точности измерений. Устройство содержит криос- тат 1 с помещенным в него образцом 2 и датчиком 6 температуры образца. Образец 2 подключен к источнику 3 импульсного смещения, источнику 4 постоянного смещения и измерителю S емкости. Выход измерителя 5 емкости подключен к первым входам устройств выборки и хранения (УВХ) 8 и 9 первого блока 7 преобразования и УВХ 12 второго блока преобразования. Выборка значений емкости происходит в определенные моменты времени, выбор которых осуществляется программатором 14.Сиг- о нал с УВХ 8 поступает на первый вход вычитающего устройства 10 первого блока 7 преобразования. Сигнал с УВХ 9 поступает на второй вход вычитающего устройства 10 первого блока преобразования и первый вход вычитающеS (Л

Изобретение относится к физике полупроводников и предназначено для измерения параметров глубоких уровней в полупроводниках и может быть применено при разработке и производстве полупроводниковых приборов.

Целью изобретения является упрощение устройства и повьш ение точности измерений.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит криостат 1 для размещения образца 2, источник 3 импульсного смещения, источник 4 постоянного смещения, измеритель 5 емкости, датчик 6 температуры образца, первый блок 7 преобразования, содержащий первое устройство 8 выборки и хранения первого блока преобразования, второе устройство 9 выборки и хранения первого блока преобразования и вычитающее устройство 10, второй блок 11 преобразования, содержащий устройство 12 выборки и хранения второго блока преобразования и вычитающее устройство 13, программатор 14 и регистратор 15.

Устройство работает следующим образом.

Источник 3 импульсного смещения, источник 4 постоянного смещения и измеритель 5 емкости подключены к исследуемому образцу 2, помещенному в криостат 1. Приложенное к исследуемому образцу 2 постоянное смещение UpT от источника 4 постоянного смещения вызывает заполнение глубоких уровней носителями- режим обогащения Под действием приложенного к образцу 2 от источника 3 импульсного смещения происходит вывод основных носителей из области локализации - режим обеднения. При этом меняются электрофизические характеристики образца 2, в том числе и емкость от неравновес- ных значений к равновесным за счет эмиссии носителей с заполненных глубоких уровней в обедненной области Bbmie уровня Ферми в зону проводимос ти или в валентную зону в зависимости от типа глубоких уровней. Релаксация емкости исследуемого образца непрерывно измеряется измерителем 5 емкости, однако выборку значений

g релаксационного сигнала производят в определенные моменты времени с, t J - 3 релаксационного процесса с помощью устройств выборки и хранения. Причем в первом устQ ройстве 8 выборки и хранения первого блока 7 преобразования выборку производят, например, в момент времени с ,, во втором устройстве 9 выборки и хранения первого блока 7 преобразо5 вания - в момент времени t, а в устройстве 12 выборки и хранения второго блока 11 преобразования - в момент времени Cj.

30

Минимальное значение момента времени t выбирается из условия с,

минимальная величина постоянной времени релаксационного сигнала с исследуемого образца. При этом значение с должно 35 быть меньше периода импульсов смещения. Напряжения с выходов устройства 9 выборки и хранения первого блока 7 преобразования и устройства 12 выборки и хранения второго блока 11 преобразования поступают на вторые входы вычитающего устройства 10 первого бло40

31

ка 7 преобразования и вычитающего устройства 13 второго блока 11 преобразования. На первый вход вычитающего устройства 13 второго блока 11 преобразования поступает напряжение с выхода второго устройства 9 выборки и хранения первого блока 7 преобразования, а первый вход вычитающего устройства 10 первого блока 7 преобразования соединен с выходом первого устройства 8 выборки и хранения первого блока 7 преобразования, С выходов вычитающего устройства 10 первого блока 7 преобразования и вычитающего устройства 13 второго блока 11 преобразования снимаются разностные напряжения Л, величина которых прямо пропорциональна соответствующи величинам разности емкости 4С, С(с„) - С(с), где п 1, 2 и регистрируются соответствующими каналами регистратора 15, выполненного, например, на основе многоканального аналог о-цифрового преобразователя. На один из входов регистратора 15 поступает напряжение от датчика 6 температуры образца 2. Работой предлаг гаемого устройства управляет программатор 14, выполненньй, например, на стабильном генераторе импульсов и делителях частоты. Устройства выборки и хранения выполнены, например, на основе интегральных прерьшателей конденсаторов и повторителей, а вычитающие устройства выполнены, например, на операционных усилителях.

Определение параметров глубоких уровней проводится по известным методам из зависимостей изменения от температуры образца

лс,

Использование указанных признаков озволяет упростить предлагаемое уст- g оЙство и повысить точность измерений вания.

ния обр разца, преобра ки и хр ствами ния сод ки и хр ключен устройс ния, и хранени к второ ва перв мерител ключен ройств матор, к вторы ки и хр пульсно вместе го смещ к датчи ходам в яича лью упр точност разован жат одн ния, вы рому вх этого б му вход дующего вый вхо рого бл к выход и хране

за счет уменьшения некоррсллированной ошибки вычитающих устройств. Формула изобретения Устройство для измерения парам т- ров глубоких уровней в пoJ}yпpoвoдни-

0

5

0

5

0

g вания.

ния образца, датчик температуры образца, по крайней мере два блока преобразования с устройствами выборки и хранения и вычитаюпп-:ми устройствами, где первый блок преобразования содержит первое устройство выборки и хранения, выход которого подключен к первом входу вычитающего устройства первого блока преобразования, и второе устройство выборки и хранения, выход которого подключен к второму входу вычитающего устройства первого блока преобразования, измеритель емкости, выход которого подключен к первым входам всех устройств выборки и хранения, программатор, выходы которого подключены к вторым входам всех устройств выборки и хранения и входу источника импульсного смещения, выход которого вместе с выходом источника постоянного смещения через образец подключены к датчику температуры образца и выходам всех вычитающих устройств, о т- яичающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности измерений, все блоки преобразования, начиная со второго, содержат одно устройство выборки и хранения, выход которого подключен к второму входу вычитающего устройства этого блока преобразования и к первому входу вычитающего устройства следующего блока преобразования, а первый вход вычитакицего устройства второго блока преобразования подключен к выходу второго устройства выборки и хранения первого блока преобразо