Индустриальные информационные системы - 2013

г. Новосибирск, 24-28 сентября 2013 г.

Попов Ю.А.   Вьюхин В.Н.  

Комплекс измерительных приборов для исследования характеристик полупроводниковых структур

Докладчик: Попов Ю.А.

КОМПЛЕКС ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПОРВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР


В.Н.Вьюхин, Ю.А.Попов
.
Институт автоматики и электрометрии СО РАН.

В докладе обсуждаются результаты разработки ряда приборов, предназначенных для исследования  характеристик полупроводниковых структур.
Прибор для исследования динамики релаксации неравновесной емкости  и заряда в режиме неравновесного обеднения полупроводниковых  МДП-структур. Показано, что разработанные методы измерений обеспечивают чувствительность до 0.03 пФ и 0.02 пКл при  длительности фронта 1.5мкс и 0.7 мкс соответственно по каналам измерения емкости и заряда. Результаты получены при двойной амплитуде тестового сигнала измерения емкости ~ 15мВ, частота 5МГц. Также реализован режим измерения вольт-фарадных характеристик при длительности развертки до 100сек. Измерительная головка прибора работает до температуры, близкой к температуре жидкого азота.  Прибор подключается к компьютеру по шине USB и управляется с виртуальной лицевой панели.
Прибор для исследования температурной зависимости малосигнальной емкости и тока полупрводниковых структур в диапазоне от –180 до +300°С. Прибор включает измерительную головку, размещаемую на корпусе  термокамеры с исследуемой структурой,  и электронный блок, подключенный к компьютеру по интерфейсу USB. Чувствительность прибора (уровень шума)  при измерении емкости    (0.7/ 3 )10-15 Ф  на диапазонах    10 /100 пФ; чувствительность по току (5/ 50) пкА на диапазонах 0.1 / 1 мкА. Измерение емкости и тока осуществляется одновременно, диапазоны измерений устанавливаются независимо. Амплитуда тестового сигнала измерения емкости 10мВ.
Приводится результаты разработки прибора, предназначенного для исследования электронных свойств материалов методом туннельной спектроскопии. Прибор измеряет малые нелинейности ВАХ  туннельных переходов металл – полупроводник – металл при гелиевых температурах и  содержит четыре 24х разрядных измерительных канала для измерения тока, реальной и мнимой компонент первой и второй производной ВАХ.


К списку докладов