SU421959A1 - METHOD OF MEASURING PUNCHING VOLTAGE;? - p-TRANSITIONS OF SEMICONDUCTOR INSTRUMENTS WITH AIRBALL MECHANISM OF BREAKTHROUGH - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к технике измерений электрических параметров полупроводниковых приборов и может быть использовано при исследовании, разработке и контроле параметров в процессе серийного изготовлени  полупроводниковых приборов.The invention relates to a technique for measuring electrical parameters of semiconductor devices and can be used in the study, development and control of parameters in the process of serial production of semiconductor devices.

Известные способы измерени  пробивных напр жений полупроводниковых приборов предусматривают подачу на р- -переход посто нного или импульсного нарастающего напр жени . Напр жение, подаваемое на р-ппереход , увеличивают до тех пор, пока в цепи р-«-перехода не установитс  величина тока, заданна  нормой на данный тин прибора. При заданном токе измер ют напр жение на /J- г-переходе измерительным прибором.The known methods for measuring the breakdown voltages of semiconductor devices provide for applying a constant or pulsed rising voltage to a p-junction. The voltage applied to the p-junction is increased until the current specified by the norm for a given device type is established in the p-junction circuit. For a given current, the voltage at the / J-g junction is measured by a measuring instrument.

Однако установленна  норма тока дл  определени  пробивного напр жени  не характеризует границу между предпробойной областью напр жени  и областью пробивного напр жени . В зависимости от вольтамперной характеристики прибора и от наличи  различных дефектов в приборе измеренное напр жение может находитьс  как в предпробойной области, так и в области пробо . Измерени  в области пробивного напр жени  могут привести к мгновенному выходу контролируемого прибора из стро  или к по влению в нем скрытых дефектов, снижающих надежность полупроводникового прибора.However, the established current rate for determining the breakdown voltage does not characterize the boundary between the prebreakdown voltage area and the breakdown voltage area. Depending on the current-voltage characteristic of the device and on the presence of various defects in the device, the measured voltage can be either in the pre-breakdown region or in the breakdown region. Measurements in the area of the breakdown voltage can lead to instantaneous release of the monitored device or the appearance of hidden defects in it, which reduce the reliability of the semiconductor device.

Цель изобретени  - повышение точности измерений.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.

Цель достигаетс  тем, что по предлагаемому способу на импульсы низкочастотного напр жени , подаваемые на контролируемый р-п-переход, накладывают высокочастотный сигнал и в момент прохождени  через нуль высокочастотной фазовой характеристики р-«-перехода измер ют текущее значение амплитуды на р-/г-переходе, равное напр жению пробо .The goal is achieved by the method of applying a low-frequency voltage impulse applied to a controlled pn junction to impose a high-frequency signal, and when the high-frequency phase characteristic of the p - junction passes through zero, the current amplitude value is measured per p- / g - junction equal to the voltage of the sample.

Блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на чертеже .The block diagram of the device that implements the proposed method is shown in the drawing.

Пробивное напр жение измер ют следующим образом.Breakdown voltage is measured as follows.

Генератор / нарастающего низкочастотного напр жени  вырабатывает импульсы, на которые накладываютс  импульсы высокочастотного напр жепи  от генератора 2, частоту которого выбирают из услови  монотонного уменьшени  фазовой характеристики. Сформированное смесителем 3 напр жение подают па контролируемый р-/г-нереход 4.The generator / rising low-frequency voltage produces pulses on which high-frequency pulses are applied from generator 2, the frequency of which is chosen from the condition of a monotonic decrease in phase response. The voltage generated by the mixer 3 is fed to a controlled p- / g-non-pass 4.

Приложенное напр жение создает в цепи р- -перехода ток. С токосъемного резистора 5 снимают падение напр женп , отфильтровывают высокочастотную составл ющую фильтром бис помощью фазочувствительногоThe applied voltage creates a current in the p-junction circuit. The voltage drop is removed from the collector resistor 5, the high-frequency component of the bis filter is filtered out using a phase-sensitive filter.

устройства 7 выдел ют напр жение характеристики изменени  фазы между током и напр жением высокой частоты в цепи / -«-перехода .The devices 7 separate the voltage characteristic of the phase change between the current and the high frequency voltage in the j + - junction circuit.

Напр жение снимаетс  с р-/г-перехода в момент времени, когда характеристика изменени  фазы, уменьша сь, достигает нулевого значени . В этот момент нарастающее напр жение на р-«-переходе достигает величины пробивного напр жени .The voltage is removed from the p- / g-junction at the time when the characteristic of the phase change, decreasing, reaches zero. At this moment, the rising voltage at the p - «- junction reaches the magnitude of the breakdown voltage.

Пробивное напр жение р-/г-перехода измер ют с помощью измерительного прибора 8, подключенного параллельно цепи р--п-переход - токосъемный резистор. Порог чувствительности рег)лируетс  пороговым устройством 9.The breakdown voltage of the p- / g-junction is measured using a measuring device 8 connected in parallel to the p – p junction – current collector circuit. The sensitivity threshold reg is determined by the threshold device 9.

Предмет изобретени Subject invention

Способ измерени  пробивного напр жени  р-«-переходов полупроводниковых приборовMethod of measuring breakdown voltage of p - "- junctions of semiconductor devices

с лавинным механизмом пробо  путем подачи низкочастотных импульсов нарастающего напр жени  на измер емых р-«-переход, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, на подаваемые импульсыwith an avalanche breakdown mechanism by applying low-frequency rising voltage pulses to measured p - "- transition, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, to impulses

низкочастотного напр жени  накладывают высокочастотный сигнал и в момент прохождени  через нуль высокочастотной фазовой характеристики р-«-перехода измер ют текущее значение амплитуды на р-«-переходе,the low-frequency voltage is superimposed with a high-frequency signal and at the moment of passing through the zero high-frequency phase characteristic of the p - “- junction, the current amplitude value at the p -“ - junction is measured,

равное напр жению пробо .equal to voltage.