Таким образом, с помощью анализа реальных вольт-фарадных характеристик мдп-структур и сравнения их с идеальными можно определить:

а) Тип проводимости полупроводника, на котором нанесен слой окисла и изготовлена МДП-структура.

б) Диэлектрическую проницаемость окисла по известной площа­ди металлического электрода МДП-структуры и известной толщине диэлектрика.

в) Концентрацию легирующей примеси в полупроводнике.

г) Эффективную концентрацию поверхностных состояний на гра­нице раздела между диэлектриком и полупроводником.

д) Энергетический спектр поверхностных состояний на границе раздела.

III. Методика измерения и измерительная установка

Существуют различные методы измерения вольт-фарадных характеристик МДП-структур. Наиболее простой метод - измерение на ма­лом высокочастотном синусоидальном тестовом сигнале. В качестве измерителя емкости применяются мостовые или резонансные измерители. В качестве измерителя в данной работе используется мост для измерения полной проводимости Л2-7. С помощью этого изме­рителя можно разделить активную и емкостную составляющие проводи­мости МДП-структуры. В приборе Л2-7 используются мостовые схемы измерения, когда в одно плечо моста включается измеряемая ем­кость, параллельно емкости и проводимости для установ­ки начального баланса. Ем­кость и сопротивление устанавливают начальный баланс со вторым плечом моста, в который включены переменное сопротивление и емкость.

В диагонали моста включен индикатор, служащий для регистра­ции баланса. После установления начального баланса включается измеряемая емкость, происходит нарушение баланса, который вновь устанавливается переменное емкостью и сопротивлением. Измерения проводятся на частоте тестового сигнала, который вместе с постоян­ным смещением подается от генератора ГКЗ-40.

Емкость МДП-структуры можно измерять методом емкостно-омического делителя и подавать смещение от генератора пилообразных напряжений. Схема такой установки приведена на рис. 5.

Токосъемное сопротивление в RС - делителе выбирается много меньше полного сопротивления исследуемой МДП-структуры. Если считать, что активная проводимость МДП-структуры много меньше реактивной, то напряжение сигнала, поданного на усилитель:

U_ВХ = U_ГС r_М  С,

U_ГС - напряжение тестового сигнала;

 - угловая частота подаваемого тестового сигнала.

Таким образом, сигнал, подающийся на вертикальный вход ре­гистрирующего прибора (осциллографа или самописца) пропорционален измеряемой емкости.

Тестовый сигнал подается от высокочастотного генератора с амплитудой 10-25 мВ и частотой 1 МГц.

Источник смещения служит для подачи смещения на испытуемую структуру и одновременно на горизонтальный вход регистрирую­щего прибора. Напряжение подается через резистор R_б, служащий для предотвращения попадания переменного напряжения на вход ис­точника. Конденсатор С_б служит для предотвращения попадания постоянного сигнала на вход усилительного каскада. Полезный сиг­нал, пропорциональный измеряемой емкости усиливается, детекти­руется и через схему установки нуля подается на вертикальный вход самописца.

Высокочастотный метод определения вольт-фарадных характери­стик МДП-структур можно применять только для исследования режима обеднения или слабого обогащения. Режим инверсии не может быть реализован, так как неосновные носители не успевают следовать за частотой тестового сигнала. Если уменьшить частоту тестового сиг­нала ниже критической, то поверхностные состояния под этим воз­действием успевают перезаряжаться, а это приводит к увеличению емкости всей МДП-структуры. При таких частотах МДП-структура на­ходится в термодинамическом равновесии при изменении напряжения смещения и тестового сигнала. Этот метод называется квазистатическим методом. Принципиальная схема установки показана на рис.6. Напряжение треугольной формы подается с генератора периодических колебаний (например, Г6-15) низкой частоты (10^-3 Гц  10^-1 Гц) на ис­следуемую МДП-структуру и одновременно на вход «Х» двухкоординатного самописца. На вход «Y» этого же самописца подается сигнал от электрометра ВК-2-16. Скорость изменения сигнала от генерато­ра настолько мала, что МДП-структура все время находится при условии теплового равновесия. Электрометром BK-2-16 измеряется ток смещения через емкость МДП-структуры, пропорциональной емкости при условии, что остается постоянной. Поданные на разные входы «Х» и «Y» двухкоординатного самописца сиг­налы обеспечивают запись квазистатической вольт-фарадной харак­теристики.

Условие, которое должно соблюдаться при измерении квазистатических характеристик заключается в том, что ток смещения через окисел должен быть меньше, чем ток генерации неосновных носителей при образовании инверсного слоя .

Ток генератора определяется шириной области пространствен­ного заряда и временем жизни носителей, поэтому ток генерации может быть рассчитан. Исходя из его величины и емкости окисла, определяется скорость развертки самописца по оси Х.