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图 共射双极型晶体管反向击穿特性 2、双极晶体管的性能测试 图7.16 测试设备—晶体管参数测试仪 三、MOS结构的C-V特性测试 C-V特性测试简介 MOS（金属－氧化物－半导体）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C－V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、衬底掺杂浓度、氧化层中可动电荷面密度和固定电荷面密度等参数。 在集成电路特别是MOS电路的生产和开发研制中，MOS电容的C-V测试是极为重要的工艺过程监控测试手段，也是器件、电路参数分析和可靠性研究的有效工具。 1、MOS结构的电容模型 氧化层电容 氧化层 半导体表面感应的空间电荷区对应的电容 MOS电容是Co和Cs串联而成，总电容C: ——与氧化层其厚度成反比，而与外加偏压VG无关。 ——由空间电荷区单位面积电量Qs随表面势Vs的 变化率大小而定 2、MOS结构的C-V特性 P型衬底的MOS P型衬底 绝缘体（氧化物） － － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ b.较小正栅压下 负栅压 P型衬底 绝缘体（氧化物） ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ －－－－－－ 引起空间电荷区 正栅压 a. 负栅压下 当正偏压较小时，此时半导体表面空间区电容Cs对总电容的贡献不能忽略，与Cox串联的结果使总电容C变小。栅压VG越大，耗尽层宽度变宽，Cs越大，总电容越小。 P型衬底的MOS c.较大正栅压下 P型衬底 绝缘体（氧化物） ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ －－－－－－ 引起空间电荷区 正栅压 反型时，耗尽区宽度基本不增加，达到了一个极大值，总电容C达到极小值Cmin。 P型衬底的MOS C-V特性 半导体与二氧化硅界面之间的电荷充放电时间常数较长，通常大于10-6s，所以界面态电容只在低频或准静态情形下对MOS电容有贡献。对于1MHz的高频C-V测量，通常不考虑界面态电容的影响。 高频C-V测试和低频C-V测试的差别 N型衬底MOS的高频和低频C-V特性 P型衬底MOS： i. 加负栅压时，半导体与氧化层界面出现空穴堆积，对应最大电容 ii. 加正栅压时，半导体与氧化层界面出现空穴耗尽，对应最小电容 N型衬底MOS： i. 加正栅压时，半导体与氧化层界面出现空穴堆积，对应最大电容 ii. 加负栅压时，半导体与氧化层界面出现空穴耗尽，对应最小电容 P型和N型半导体衬底MOS结构的C-V特性差异 3、几个概念和计算公式 （1）平带电压VFB和平带电容CFB 表面处不发生能带弯曲，此时QSC=O.这种状态称之为平带状态，总MOS电容称为平带电容。在MOS结构C-V测试中，是一个很有用的参数，用它可以定出实际C-V曲线的平带点。 （2）平带电容CFB的计算公式： * * 第七章 半导体器件测试 一、半导体器件简介 半导体器件（semiconductor device）是利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的器件。为了与集成电路相区别，有时也称为分立器件。半导体分立器件是集成电路的功能基础。 半导体器件主要有:二端器件和三端器件 二端器件: 基本结构是一个PN结 可用来产生、控制、接收电信号； pn结二极管、肖特基二极管 三端器件: 各种晶体管 可用来放大、控制电信号； 双极晶体管、MOS场效应晶体管等 （一）半导体二极管 图 半导体二极管的结构及符号 （c）集成电路中的平面型结构; （d）图形符号 一般二极管和稳压二极管 一般二极管：主要利用二极管的正向导通、反向截止的特性，实现整流、检波、开关等作用。 符号标注： 稳压二极管： 利用PN结在一定的反向电压下,可引起雪崩击穿.这时二极管的反向电流急速增大，但反向电压基本不变. 因此，可以作为稳压电源使用。反向击穿电压数值在40V以上的是二极管，低于40V的稳压管。 符号 图一普通二极管，第一个是国内标准的画法；图二双向瞬变抑制二极管；图三分别是光敏或光电二极管，发光二极管；图四为变容二极管；图五是肖特基二极管；图六是恒流二极管；图七是稳压二极管； 双极型晶体管的几种常见外形 （a）小功率管 （b）小功率管