MOS结构高频C-V特性测试.ppt

MOS结构高频C-V特性测试,MOS结构的电容是外加压的函数，MOS电容随外加电压变化的曲线称之为C-V曲线（简称CV特性）。C-V曲线与半导体的导电类型及其掺杂浓度、SiO2-Si系统中的电荷密度有密切的关系。利用实际测量到的MOS结构的C-V曲线与理想的MOS结构的C-V特性曲线比较，可求得氧化硅层厚度dox、衬底掺杂浓度N、氧化层中可动电荷面密度QI和固定电荷面密度Qfc等参数。 本实验目的是通过测量MOS结构高频C-V特性及偏压温度处理（简称BT处理），确定dox、N、 QI和Qfc等参数。,引言,3,实验原理,半导体表面空间电荷区的厚度随偏压而改变,所以MOS电容是微分电容,实验原理,4,时，半导体表面能带平直，称为平带。,平带时所对应的偏压称为平带电压，记作,显然，对于理想MOS结构:,金属与半导体间功函数差为零,在绝缘层（SiO2）内没有电荷,SiO2与半导体界面处不存在界面态,实验原理,5,实际的MOS结构，由于SiO2 中总是存在电荷（通常是正电荷），且金属的功函数 Wm和半导体的功函数Ws 通常并不相等，所以 Vs一般不为零。若不考虑界面态的影响，有,Qox是 SiO2中电荷的等效面密度，Qox它包括可动电荷QI 和固定电荷Qfc 两部分。,对于铝栅p型硅MOS结构，Vms大于零， Qox通常也大于零（正电荷），所以 ，VFB0如图3中的曲线1所示。,6,正BT处理后，测量高频C-V特性，得到图3中的曲线3。由于这时可动电荷已基本上全部集中到 界面处，所以 Si-SiO2中包含了Qfc 和 QI的影响。,实验原理,实验样品,7,样品制备,p型硅单晶抛光片，电阻率610,硅片清洗：丙酮酒精去离子水,实验样品,热生长SiO2:湿氧,8,热蒸发上下铝电极,9,实验样品,实验仪器,10,实验内容,测量初始高频C-V特性曲线。 作正、负BT处理。 分别测出正、负BT处理后的高频C-V特性曲线。,11,实验步骤要点,C-V曲线测试设置 1触发模式： 步骤1. 按Meas Setup。 步骤2. 使用光标键选择TRIG字段。 步骤3. 按相应的功能键，选择所需的触发模式： 功能键 描述 INT 将仪器置于内部触发（INT）模式。 MAN 将仪器置于手动触发（MAN）模式。 EXT 将仪器置于外部触发（EXT）模式。 BUS 将仪器置于总线模式。,12,2测量功能,步骤1. 按Display Format键。 步骤2. 按MEAS DISPLAY功能键。 步骤3. 使用光标键选择FUNC字段。 步骤4. 使用功能键选择一次参数。 步骤5. 如果有二次参数，则从利用功能键显示出的测量中选择二次参数。,3扫描设置,步骤 1. 按Meas Setup。 步骤 2. 按LIST SETUP功能键。 步骤 3. 使用光标键选择扫描参数字段。 步骤 4. 按相应的功能键选择用户所需的列表扫描测量参数： 功能键 描述 FREQ Hz 将频率用作列表扫描参数。 LEVEL V 将电压用作列表扫描参数。 LEVEL A 将电流用作列表扫描参数。 BIAS V 将直流偏置电压用作列表扫描参数。 BIAS A 将直流偏置电流用作列表扫描参数。 DC SRC V 将直流源用作列表扫描参数。,实验步骤要点,测试结果保存到USB,13,步骤 1. 将USB存储器棒插入正面USB端口。 步骤 2. 按Save/Recall。 步骤 3. 按SAVE DATA功能键。 步骤 4. 按START LOG功能键，然后按以下功能键将测量结果输入到数据缓冲存储器。 功能键 描述 START LOG 启动将测量结果记录到数据缓冲存储器。 SAVE & STOP 将数据缓冲存储器中的数据复制到USB存储器。然后停止将测量结 果保存到数据缓冲存储器，并清除数据缓冲存储器。 步骤 5. 启动测量。数据缓冲存储器可存储多达201组测量结果。 步骤 6. 按SAVE & STOP功能键将结果保存到USB存储器。 步骤 7. 若数据已经保存到了USB存储器，系统消息区域会显示消息“Storing data completed. : E498xXXX.csv”。,实验步骤要点,BT处理步骤（正BT）,14,设置步进延迟时间： 步骤 1. 按Meas Setup键。 步骤