Устройство для измерения параметров МДП-структур Советский патент 1991 года по МПК G01R31/26 

f

(61) 1068848

(21)4435492/25

(22)02.06.88

(46) 30.03.91. Бюл. № 12

(72) Б.Г.Титов, В.Г.Стадченко

и В.Н.Харенжев

(53)621.382 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1068848, кл. G 01 R 31/86, 1984.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МДП-СТРУКТУР

(57)Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для контроля параметров полупроводниковых приборов, и может быть использовано при оценке качест- ва технологического процесса в производстве МДП-структур. Цель изобре- тения - расширение функциональных возможностей за счет отбора радиа- ционногтойких МДП-структур. В устройство, содержащее генератор 1 вы

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для контроля параметров полупроводниковых приборов, и может быть использовано при оценке качества технологического процесса в производстве МДП-структур.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет отбора радиационноетонких МДП-структур.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для отбора

сокой частоты, клеммы 2 и 3 для подключения исследуемой МДП-струк- туры, генератор 4 развертывающего напряжения, разделительный конденсатор 5, измерительный резистор 6, усилитель 7, детектор 8, блок 9 регистрации, блоки 10 и 11 памяти, блок 12 формирования опорного напряжения, компяратор 13 и дифференциатор 14, введены двухспальный ключ 15, сдвоенный компаратор 16, двух- канальный блок 17 задания эталонных значений и индикатор 18, что обеспечивает отбор радиационноетонких МДП-структур путем измерения их электрофизических параметров в виде напряжений на выходе детектора 8 и дифференциатора 14 и сравнения с эталонными напряжениями, записанньг ми в двухканальном блоке 17 задания эталонных значений, и позволяет отказаться от проведения радиационных испытаний. 2 ил.

радиационноетойких МДП-структур; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для отбора радиационное тойких МДП-структур содержит (фиг.1) генератор 1 высокой частоты, клеммы 2 и 3 для подключения исследуемой МДП-структуры, генератор 4 развертывающего напряжения, разделительный конденсатор 5, измерительный резистор 6, усилитель 7, детектор 8, блок 9 регистрации, блоки 10 и 11 памяти, блок 12 формирования опорноSS

(Л

о со оо

05

оо

го

J16

го напряжения, компаратор 13, дифференциатор 14, двухканальный ключ 15, сдвоенный компаратор 16, двухканаль- ный блок 17, задания эталонных значений, индикатор 18 и общую шину (на фиг.1 не обозначена).

Выход генератора 1 высокой частоты соединен с клеммой 2 для подключения исследуемой МДП структуры, другая клемма 3 для подключения которой соединена с одним входом блока 11 памяти, с общей шиной через последовательно соединенные разделительный конденсатор 5 и измерительный резистор 6, а также с входом генератора 4 развертывающего напряжения, выход которого соединен с одним входом блока 10 памяти. i -iT Ka соединения разделительного кон- денсатора 5 и измерительного резистора 6 подключена к входу усилителя 7, выход которого подсоединен через детектор 8 к входу дифференциатора 14 и к другому входу блока 10 памяти, подключенного одним входом к выходу генератора 4 развертывающего напряжения и выходом - через блок 12 формирования опорного напряжения к одному входу компаратора 13, подсоединенного другим входом к выходу дифференциатора 14 и выходом - к другому входу блока 11 памяти, выход которого соединен с входом блока 9 регистрации. Дифференциатор 4 подключен выходом к одному входу двухканального ключа 15 и к одному входу первого компаратора сдвоенного компаратора 16 и входом - к другому входу двухканального ключа 15 и к одному входу второго компаратора сдвоенного компаратора 16. Первый и второй выходы двухканального ключа 15 подсоединены к соответствующим управляющим входам двухканального блока 17 задания эталонных значений, первый и второй выходы которого соединены с другими входами соответственно первого и второго компараторов сдвоенного компаратора 16, подключенного выходной шиной к входу индикатора 18.

На фиг,2 приняты следующие обозначения: сигнал 19 на выходе генератора 1 высокой частоты; сигнал 20 на выходе генератора 4 развертывающего

напряжения; сигнал 21 на выходе блока 12 формирования опорного напряжения; сигнал 22 на выходе детектора 8; сигнал 23 на выходе компаратора 13.

Устройство для отбора радиацион- нестойких МДП-структур работает следующим образом.

Исследуемую МДП-структуру подключают к клеммам 2 и 3 (фиг.1). В ис ходном состоянии на выходе генератора 4 развертывающего напряжения имеется напряжение U- (фиг.2, сигнал 20), при котором МДП-структура находится в режиме обогащения. Высокочастотный сигнал U,s снимаемый с вы5

Q 5 Q

5

0

хода генератора-1 высокой частоты (сигнал 19) и пропорциональный емкости МДП-структуры, проходит через разделительный конденсатор 5, выделяется на измерительном резисторе 6, усиливается усилителем 7 и детектируется детектором 8. После запуска генератора 4 развертывающего напряжения блок 10 памяти запоминает напряжение U б,х (сигнал 20) на выходе детектора 8, которое соответствует напряжению на выходе емкости окисла МДП-структуры, а на выходе блока 12 формирования опорного напряжения появляется напряжение U (сигнал 21), равное производной вольтфарадной характеристики при напряжении включения. Напряжение (сигнал 22), пропорциональное емкости МДП-структуры, с выхода детектора 8 поступает на дифференциатор 14, дифференцируется в нем и подается на вход компаратора 13. Так как при напряжениях, близких к напряжению включения, производная вольтфарадной характеристики изменяется в большей степени, чем величина емкости, то регистрацию напряжения включения при заданном уровне произ-- водной можно определить с большей точностью. Для повышения точности измерений задаваемый уровень производной корректируется в зависимости от величины емкости структуры в режиме обогащения путем изменения опорного напряжения на одном из входов компаратора 13. При равенстве напряжения с выхода блока 12 формирования опорного напряжения и сигнала с выхода дифференциатора 14 на выходе компаратора 13 появляется сигнал 23, поступающий на второй вход блока 11 памяти, который запоминает напряжение, которое было в этот момент на МДП-структуре. Напряжение включения МДП-структуры, зафиксированное блоком 11 памяти, измеряется блоком 9 регистрации.

э . 1 Кроме того, сигналы с выходов детектора 8 и дифференциатора 14 поступают соответственно на одни входы первого и второго компараторов сдвоенного компаратора 16, на другие входы которого подаются эталонные сигналы с первого и второго выходов двухканального блока 17 задания эталонных значений, при этом двухканальный ключ 1 5 разомкнут. Результат сравнения выходной шины сдвоенного компаратора

16поступает на вход индикатора 18, в котором осуществляется индикация результата.

Запись эталонных значений в блок

17задания эталонных значений произвдится следующим образом.

К клеммам 2 и 3 подсоединяется эталонная радиационностойкая МДП-ИС и производится измерение напряжений Uвк и Uon (фиг.2). При этом двухканальный ключ 15 переводится в замкнутое состояние, и сигналы с выходов детектора 8 и дифференциатора 14 поступают на первый и второй информационные входы блока 17 задания эталонных значений, где и запоминаются.

Использование изобретения позво- ляет повысить достоверность отбора

, 0

0

5

0

5

1

радиационностойких МДП-структур и сократить затраты на отбор примерно на 34%. Формула изобретения

Устройство для измерения параметров МДП-структур по авт. св. № 1068848, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет отбора радиационностойких МДП-структур, в него введены дополнительный сдвоенный компаратор, двухканальный блок задания эталонных значений, индикатор и двухканальный ключ, подсоединенный одним входом к выходу дифференциатора и к одному входу первого дополнительного компаратора, другим входом - к входу дифференциатора и к одному входу второго дополнительного компаратора, первым и вторым выходами -- к соответствующим управляющим входам двухканального блока задания эталонных значений, первый и второй выходы которого соединены с другими входами соответственно первого и второго дополнительных компараторов, выходная шина дополнительного сдвоенного компаратора подключена к входу индикатора.

tffQMfi,

fys-lOB Ujt+lOA

9bt.Ј.