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半导体C-V测量基础
来源:本站整理  作者:佚名  2009-07-28 09:29:06




获取有用的数据。除了上述的精度问题,C-V数据采集中实际需要考虑的因素包括测试变量的仪器量程,参数提取软件的多功能性和硬件的易用性。一般而言,C-V测试已仅限于约30V和10mA直流偏压。但是,很多应用,例如LD MOS结构的特征分析、低k夹层电介质、MEMS器件、有机TFT显示器和光电二极管,需要在较高的电压或电流下进行测试。对于这些应用,需要单独的高压直流电源和电容计;高达400V的差分直流偏压(0到±400V)和高达300mA的电流输出是非常有用的。在C-V测试仪的HI和LO端加载差分直流偏压能够更灵活地控制DUT内的电场,这对于新型器件的研究和建模是非常有用的,例如纳米级元件。
仪用软件应该包括无需用户编程可直接使用的测试例程。这些应该适用于大多数广泛使用的器件工艺和测试技术,即本文前三段中提及的有关内容。有些研究者可能会对一些不常见的测试感兴趣,例如对MIM(金属-绝缘体-金属)型电容进行C-V和C-f扫描,测量圆片上的互连小电容,或者对双端纳米器件进行C-V扫描。利用自动绘图功能能够方便的实现参数提取(例如,如图5所示)。
 
图5. 利用吉时利4200-SCS进行参数提取的实例表现了半导体的掺杂特征(左边的蓝线),它与1/C2 与Vg的关系呈倒数关系(红线)。右图给出了掺杂分布,即每立方厘米的载流子数与衬底深度的函数关系。
通常,人们都希望工程技术人员和研究人员在几乎没有任何仪器使用经验或培训的情况下就能够进行C-V测量。具有直观用户界面和简单易用特征的测试系统使得这一点成为现实。其中包括简单的测试配置、序列控制和数据分析。否则,用户在掌握系统方面就要比采集和使用数据花费更多的时间。对测试系统其它考虑因素包括:
• 紧密集成的源-测量单元、数字示波器和C-V表
• 方便集成其他外部仪器
• 基于探针的高分辨率和高精度测量(直流偏压低至毫伏级,电容测量低至飞法级)
• 测试配置和库易于修改
• 提供检测/故障诊断工具帮助用户确定系统是否正常工作

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