詳解半導(dǎo)體器件C-V特性測試
發(fā)布時(shí)間:2019-12-05 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】交流 C-V 測試可以揭示材料的氧化層厚度,晶圓工藝的界面陷阱密度,摻雜濃度,摻雜分布以及載流子壽命等,通常使用交流 C-V 測試方式來評估新工藝,材料, 器件以及電路的質(zhì)量和可靠性等。
交流 C-V 測試可以揭示材料的氧化層厚度,晶圓工藝的界面陷阱密度,摻雜濃度,摻雜分布以及載流子壽命等,通常使用交流 C-V 測試方式來評估新工藝,材料, 器件以及電路的質(zhì)量和可靠性等。比如在 MOS 結(jié)構(gòu)中, C-V 測試可以方便的確定二氧化硅層厚度 dox、襯底 摻雜濃度 N、氧化層中可動(dòng)電荷面密度 Q1、和固定電 荷面密度 Qfc 等參數(shù)。
C-V 測試要求測試設(shè)備滿足寬頻率范圍的需求,同時(shí)連線簡單,系統(tǒng)易于搭建,并具備系統(tǒng)補(bǔ)償功能,以補(bǔ)償系統(tǒng)寄生電容引入的誤差。
進(jìn)行 C-V 測量時(shí),通常在電容兩端施加直流偏壓,同時(shí)利用一個(gè)交流信號進(jìn)行測量。一般這類測量中使用的交流信號頻率在 10KHz 到 10MHz 之間。所加載的 直流偏壓用作直流電壓掃描,掃描過程中測試待測器件待測器件的交流電壓和電流,從而計(jì)算出不同電壓下的電容值。
在 CV 特性測試方案中,同時(shí)集成了美國吉時(shí)利公司源表(SMU)和合作伙伴針對 CV 測試設(shè)計(jì)的專用精 密 LCR 分析儀。源表 SMU 可以輸出正負(fù)電壓,電壓 輸出分辨率高達(dá) 500nV。同時(shí)配備的多款 LCR 表和 CT8001 直流偏置夾具,可以覆蓋 100Hz~ 1MHz 頻 率和正負(fù) 200V 電壓范圍內(nèi)的測試范圍。
方案特點(diǎn):
★包含 C-V(電容 - 電壓),C-T(電容 - 時(shí)間),C-F (電容 - 頻率)等多項(xiàng)測試測試功能,C-V 測試最 多同時(shí)支持測試四條不同頻率下的曲線
★測試和計(jì)算過程由軟件自動(dòng)執(zhí)行,能夠顯示數(shù)據(jù)和 曲線,節(jié)省時(shí)間
★提供外置直流偏壓盒,最高偏壓支持到正負(fù) 200V, 頻率范圍 100Hz - 1MHz。
★支持使用吉時(shí)利 24XX/26XX 系列源表提供偏壓
測試功能:
電壓 - 電容掃描測試
頻率 - 電容掃描測試
電容 - 時(shí)間掃描測試
MOS 器件二氧化硅層厚度、襯底摻雜濃度等參數(shù)的計(jì)算
原始數(shù)據(jù)圖形化顯示和保存
MOS 電容的 C-V 特性測試方案
系統(tǒng)結(jié)構(gòu):
系統(tǒng)主要由源表、LCR 表、探針臺(tái)和上位機(jī)軟件組成。 LCR 表支持的測量頻率范圍在 0.1Hz~ 30MHz。源表 (SMU)負(fù)責(zé)提供可調(diào)直流電壓偏置,通過偏置夾具盒 CT8001 加載在待測件上。
LCR 表測試交流阻抗的方式是在 HCUR 端輸出交流電 流,在 LCUR 端測試電流,同時(shí)在 HPOT 和 LPOT 端 測量電壓值。電壓和電流通過鎖相環(huán)路同步測量,可 以精確地得到兩者之間的幅度和相位信息,繼而可以推算出交流阻抗參數(shù)。
典型方案配置:
系統(tǒng)參數(shù):
下表中參數(shù)以 PCA1000 LCR 表和 2450 源表組成的 C-V 測試系統(tǒng)為例:
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