Design of a computer controlled testing systems for semiconductor devices

Abstract

ÖZET YARIİLETKEN ELEMANLAR İÇİN BİLGİSAYAR DENETİMLİ SINAMA DÜZENEĞİ TASARIMI KUTLAR, Ali Zihni Master Tezi, Fizik Mühendisliği Tez Danışmanı: Doç. Dr. M. Sadettin ÖZYAZICI Ocak 1994, 87 sayfa Bu çalışmada, herhangi bir yarıiletken elemanın karakterizasyonu için, yarıiletken sınama düzeneğinin tasarımı yapıldı. Düzenek üç bölümden oluştu; I-V, C-V, ve Dalgaboyu ile ilintili ölçümler. Sınama düzeneğini otomatikleştirmek için bilgisayar programları yazıldı. I-V ölçümleri karanlık ve aydınlık koşullarda uygulandı. Yüksek frekans (1MHz) C-V karateristikleri bir CV analizöre yaptırıldı. Sınanan elemanın ortam koşullarından yalıtılması gerekliliği dikkate alındı. Yalıtım bir metal kutunun tasarlanması y la sağlandı. Metal kutu ayni zamanda diğer Ölçümler yapılırken de kullanıldı. Dalgaboyu ile ilintili sınama düzeneği, C-A. ve ışık kaynağı tarama ölçümlerinden oluşmaktadır. C-A Ölçümleri CV analizör ve bir monokromatör kullanılarak gerçekleştirildi. Böylece, bilgisayar denetimli fotokapasitans metodu tasarlandı. Işık kaynağı tarama düzeneği ışık şiddetini dalgaboyunun fonksiyonu olarak algılamakiçin yalnızca monokromatör ve bir photomultiplier tüpten oluşmaktadır. Tüm ölçü aletleri bir kişisel bilgisayarla denetlenir, ölçü aletlerinin denetlenmesi ve deneylerin yapılması için programlar Q Basic dilinde yazılmıştır, sınama düzeneğinin denenmesi için kendi laboratuarımızda ürettiğimiz MOS güneş pilleri sınandı. Bu sınama düzeneği hiç değiştirilmeden herhangi bir yarıiletken elemanı karakterize edebilir. Sınama düzeneğimizden elde edilen sonuçlar daha önce yapılmış olanlara çok yakındır. vi

ABSTRACT DESIGN OF A COMPUTER CONTROLLED TESTING SYSTEM FOR SEMICONDUCTOR DEVICES KUTLAR, Ali Zihni M.S. in Physics Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. M. Sadettin ÖZYAZICI January 1994, 87 pages In this thesis, semiconductor device testing systems are designed to characterize any semiconductor device. The testing system consists of three parts; I-V, C-V, and Wavelength related measurements. A computer program is written to automize the testing system. I-V measurements of devices are performed under dark and illuminated conditions. High frequency (1 MHz) C-V characteristics are measured by a CV analyzer. Isolation of the device under test from the environmental effects are also taken into account. This is realized designing a metal box. The box is also used in other experiments. Wavelength related test system consists of C-X and Source scanning measurements. C-A measurements is performed by CV analyzer and a monochromator. Using the instruments, a computer controlled photocapacitance method is designed. Source Scanning system uses only monochromator and a photomultiplier tube to detect intensity of incident light as a function of wavelength. iiiAll these instruments are controlled by a personal computer. For performing the experiments and controlling the instruments, control programs are written in Qbasic. To check the testing systems, MOS solar cells which are fabricated in our laboratory are tested. The testing system can also be used to characterize any semiconductor device without any modification. The results obtained from the testing system are close to ones given in literature. iv