(Vágó György)
A C-V fogalma
A címben szereplő C-V
mérés a fontos szerepet játszott/játszik a félvezető
gyártásban.
„A
C-V mérés fő célja, hogy információt adjon a MOS a
rendszer
töltésviszonyairól, és a kész eszköz várható működéséről,
még annak
elkészülte előtt. Ezek a technológiát jellemző információk a
MOS
rendszer C-V görbéjének elemzéséből kaphatók meg.” [2]
A C-V nevű mérés magyarázata — a szakmán
kívülieknek egyszerűsítve — az alábbi: az úgynevezett MOS struktúrájú (fém [M],
oxid [O], félvezető [S] eszközöknél az oxid (szigetelő réteg) tulajdonságairól
információt ad. Az oxid réteg vastagsága miatt van kapacitása „C”, ennek értéke
kismértékben változik a ráadott feszültségtől „V” is függ.
Ezen összefüggés vizsgálata a C-V mérés.
A dolgot úgy képzelhetjük el, mint egy
dobot. A két oldal képezi a kapacitást, a dobot verve a két oldal távolsága a
verés nagyságától függ.
A „C” ezt a változó kapacitást, a „V” a
feszültség (a dobverés)
Műszaki kifejezéssel a C-V a
„feszültségfüggő kapacitás”.
Nálunk
1958- kerültem a HIKI elektroncső
laboratóriumába. (EIVRT 17 épület 3. emelet.)
Ez az idő jellegzetesen a hazai TV gyártás
kezdeti/kísérleti ideje volt. Ekkor már alkalmaztak félvezető eszközöket,
jellegzetesen diódákat.
A TV készülékek fontos eleme volt az
úgynevezett „aránydetektor” ami a hang vivőfrekvencia (10,5 MHz) egyenirányítást
végezte.
Ez két diódát tartalmazott, és az eszköz
csak akkor működött, ha két dióda „egyforma” volt. Ezért a gyártó (EIVRT) úgy
döntötte el, hogy a fenti eszközbe behelyezett egy diódát és a másodikat addig
cserélte, míg az eszköz helyesen működött. (A hang nem volt torzított.)
Ennek következménye az volt, hogy a napi
10000 darab legyártott diódákból 4!!! párat sikerül átadni az Orionnak. Ez természetesen
visszafogta a TV gyártást, és a helyzet tarthatatlanná vált. Ezért
laboratóriumunkat bízták meg azzal, hogy állapítsuk meg végre, hogy mi az, hogy „egyforma”.
A kutatási feladatot én kaptam meg, két
konzultánssal: dr. Fischer Ferenc laborvezető helyettessel, és dr. Komarik György egyetemi docenssel.
Több havi közös kutató munka eredménye volt
egy (általam készített) deszkamodell, melynek segítségével mérhető lett, az
általam elnevezett „dinamikus kapacitás”. Két paraméternek (feszültség és kapacitás)
kell azonosnak lenni, hogy a két dióda „párt” alkothasson.
A paramétereket 10 részre osztottam, és egy
olyan dobozt készítettem, melynek
10x10 rekesze volt. A két paraméter
határozta meg, hogy melyik rekeszbe kerülnek a mért diódák. Egy rekeszben lévők
mind párt alkottak.
A deszkamodell elkészültével, és
eredményének ismeretében, a gyártás irányítói — gyakorlatilag — az asztalomról
lekapva vitték azt el.
Ezzel és még egyetlen hasonló készülék
segítségével a napi gyártást mérni és szállítani tudták.
Az eredményeket a Tungsram Technische
Mitteilungen c. lapban publikáltuk 1961-ben, és ezzel
az ügy részemről befejeződött (legalább is azt hittem). [1,3]
További munkáim csak távolról kapcsolódtak
a félvezetőkhöz, ezért nem is voltam „naprakész” a témában.
Tíz év múlva harmadmagammal (Hermann Ákos,
Valkó Ágnes) félvezető konferenciára utaztunk. Itt Ági említette a C-V mérést.
Ez nekem nem ismert fogalom volt, ezért elmagyaráztattam magamnak.
Nagy meglepetésemre kiderült, hogy a C-V
mérés mindenben megegyezik a mi 10 évvel ezelőtt kidolgozott, „Dióda párválogatás” címmel publikált
megoldásunkkal, annyira, hogy a mérési frekvencia (10,5 MHz) megegyezett az
általunk használttal.
Mi ezt azért választottuk, mert a fent
említett aránydetektor ezen a frekvencián működött. (Hang
vivő frekvenciája volt.)
A C-V méréshez tetszőleges frekvenciát
választhattak volna.
Ez
egyértelműen bizonyította számomra (sokkal később), hogy a C-V mérést az én
eredményemről „koppintották” le!
Végül is az
általam annakidején felfedezett „dinamikus kapacitás” elnevezés = C-V,
a feszültség függő kapacitás.
Sajnos annak idején nem tudtuk, hogy mit
„fedeztünk fel”, és nem szabadalmaztattuk. Természetes mikor kiderült, hogy a
két dolog azonos, erről a lehetőségről már nagyon lemaradtunk.
Azóta a mérés frekvenciája széles sávban
változott egészen 1-2Hz-ig.
Jelenleg a C-V mérés már egyetemi gyakorlat
tárgya.[2.]
A fentiekben szereplők közül
már csak én vagyok életben, emléküknek ajánlom ezt az írást.
1.)
F.Fischer,G.Komarik,G,Vágó:
Messung der dynamischen Kapazität von Germaniumdioden
Tungsram Technische
Mitteilungen VI. N.2 p.53 1961.
2.) http://www.eet.bme.hu/publications/e_books/eltechlab/ujmelab5.pdf
3.) A cikk: