Изобретение относится к устройствам для измерения параметров полупроводниковых материалов.
Известно устройство для измерения распределения легирующей примеси по толщине полупроводника, содержащее генератор линейно нарастающего напряжения смещения, генератор высокой частоты, манипулятор для подключения и закрепления измеряемого образца полупроводника и электроннолучевой осциллоскоп. Полученную осциллограмму подвергают графической обработке для вычисления концентрации примеси в зависимости от глубины.
Недостатками известного устройства являются длительность и трудоемкость процесса обработки осциллограмм для вычисления значений концентрации, а также пониженная точность измерений вследствие ручного способа обработки осциллограмм.
Предлагаемое устройство отличается тем, что, с целью ускорения измерений, к выходу манипулятора подключены соединенные последовательно резонансный фильтр, линейный и квадратичный усилители. Выход последнего соединен со входами нижнего и верхнего пороговых дискриминаторов, входы которых подсоединены, кроме того, к генератору порогов, а выходы - к электроннолучевому осциллоскопу для управления яркостью луча и
запуском развертки. Вход усилителя горизонтального отклонения луча в осциллоскопе подсоединен через детектор к выходу линейного усилителя. К детектору подключен также Х-усилитель двухкоординатного самописца, У-усилитель которого через преобразователь «время-амплитуда подсоединен ко входам верхнего и нижнего пороговых дискриминаторов.
На чертеже изображена блок-схема описываемого устройства.
Генератор 1 напряжения смещения и генератор 2 высокой частоты соединены с исследуемым образцом 3 полупроводникового материала, помещенным в манипулятор 4. Напрял ение высокой частоты, возникающее на образце после резонансного фильтра 5, через линейный усилитель 6 поступает одновременно на детектор 7 и на вход квадратичного усилителя 8. Выход усилителя соединен со входами нинснего 9 и верхнего 10 импульсных дискриминаторов. Значения порогов дискриминаторов задаются генератором 11 напряжения порогов. Выходные сигналы дискримипаторов подаются на вход 12 электроннолучевого осциллоскопа 13 для управления запуском развертки и на вход 14 для управления модулятором яркости.
налы от детектора 7. Кроме того, сигнал от детектора 7 -приложен к Х-усилнтелю 16 двухкоординатного самописца 17. Сигнал, генерированный преобразователем «время - амплитуда 18, управляемым дискриминаторами 9 и 10, приложен к У-уснлителю 19 двухкоордннатного самописца.
В данном устройстве напряжение U, обратно пропорциональное емкости С исследуемого р-п перехода, получается как функция напряжения смещения IJ
V - V(U)
C(U)
и преобразуется в напряжение, пропорциональное
dU
N A
.(
С2
а также в пары импульсов, время между которыми соответствует N.
От генератора 1 смещения к контактам исследуемого образца через резистор приложены имиульсы линейно нарастающего напряжения смещения, повторяющиеся с частотой 1 кгц. Кроме того, к образцу подводится неременное на1прялсение от генератора 2 высокой (радио) частоты t/osin ш через конденсатор, величина которого выбрана существенно меньщей любого возможного значения емкости исследуемого образца. Вследствие этого амплитуда U нанряжения высокой частоты на образце обратно пропорциональна его емкости:
1 С
V. Контур резонансного фильтра 5, подключенный к образцу через небольщую емкость, служнт фильтром для отделения сигнала высокой частоты от импульсов генератора смещения. Осциллограмма нанряжения (OsincoZ) на контуре представляет собой изображение высокочастотного сигнала, огибающая которого
есть функция - от U.
Последующие узлы нрибора предназначеиз функции - V(U)
dU
-N, выраженной: d(V)
а)в виде медленно меняющегося напряжения - для записи на самописец;
б)в виде нромежутков времени между двумя импульсами, пропорциональных N - для наблюдения на осциллоскопе.
Кроме того, с детектора 7 снимается нанряК У-усилителю координаты самописца приложено напряжение, пропорциональное Л , а к J-усилителю - напряжение Е. Самописец вычерчивает зависимость концентрации N от л; в линейном масщтабе.
Для наблюдения зависимости N(x) на осциллосконе к Х-усилителю последнего приложено также нанряжение Е.
Пластины вертикального отклонения под0 ключеиы к генератору ждущей развертки. Развертка запускается дискриминатором 9. Сигнал от днскрнминатора 10, имеющего более высокий порог, управляет «гащением луча электроннолучевой трубки. При этом на экране в течение времени А/ между сигналами от дискриминаторов светится часть линии развертки, высота которой соответствует значениям концентрации Л .
С каждым периодом развертки изменение 0 порогов дискриминаторов вызывает некоторое смещение глубины х. Линия развертки соответственно с этим ностепенно смещается по оси X. В момент начала развертки луч откло5 нен по X на величину, равную - в этот же
С/
момент. При многократном повторении процессов развертки на экране появляется ряд линий развертки различной высоты, образующий гистограмму функции N N(x).
Пропорциональность времени Д и концентрации yv обеспечивается благодаря тому, что пороги дискриминаторов 9 и 10 регулируются генератором 11 напря кения порогов так, чтобы при любом значении Е порога дискриминатора 9 порог 2 дискриминатора 10 превыщал на одну и ту же постоянную величину Д.
От нернода к периоду генератора линейно нарастающего напряжения смещения величина порогов дискриминаторов немного .меняется, постепенно нроходя все соответствующие им значения. При однократном медленном смещении величины норогов величину Л удобно записывать на самопнсце.
При более быстрых изменениях норогов, цри периодическом их повторении, величину N наблюдают на осциллоскопе.
Данное устройство найдет нрименение в полупроводниковой технике.
Предмет изобретения
Устройство для измерения распределения легирующей примеси по толщине полупроводника, содержащее генератор линейно нарастающего напряжения смещения, генератор высокой частоты, манипулятор и электроннолучевой осциллоскоп, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерений, к выходу манипулятора подключены соединенные последовательно резонансный фильтр, линейный и квадратичный усилители, выход последнего соединен со входами нижнего и верхнего пороговых дискриминаторов, входы которых подсоединены, кроме того, к генератору порогов, а выходы - к электроннолучевому осциллоскопу для управления яркостью луча в осциллоскопе подсоединен через детектор к выходу линейного усилителя, кроме того, к 5
детектору подсоединен / -усилитель двухкоординатного самописца, У-усилитель которого через преобразователь «время - амплитуда подсоединен ко входам верхнего и нижнего пороговых дискриминаторов.
