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 * 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 * 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 * 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 ，VFB＜0如图3中的曲线1所示。 * 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 * 样品制备 p型硅单晶抛光片，电阻率6—10 硅片清洗：丙酮——酒精——去离子水 实验样品 热生长SiO2:湿氧 * 热蒸发上下铝电极 * 实验样品 实验仪器 * 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。 * 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。 * 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 * 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） * 设置步进延迟时间： 步骤 1. 按[Meas Setup]键。 步骤 2. 使用光标键选择STEP DLY字段。 步骤 3. 使用功能键或输入键输入步进延迟时间。如果使用输入键输入该值，则功能键标记将变成 单位标记 将样品放在磁力加热搅拌器上加热15分钟