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MOS结构高频电容-电压

（C-V）特性测试原理

MOS场效应晶体管是集成电路、内存芯片等器件的重要原件！

图1MOS场效应晶体管的立体示意图

图2是MOS结构的平面示意图。它类似于平行板电容器。它的等效电路如图3所示，是由绝缘层电

容C0和半导体表面层电容Cs串联构成的。C0与金属端施加的电压V无关，而Cs随电压V改变，所

以MOS电容是微分电容。

图2MOS场效应晶体管的平面示意图图3MOS结构的等效电路

MOS结构高频C-V特性测试是检测器件构造工艺的重要手段。这个实验的目的是掌

MOSC-VdN

握结构高频特性测试原理，并确定二氧化硅层厚度o、衬底杂质浓度、

氧化层中可动电荷面密度Q和固定电荷面密度Q等参数。

Ifc

Q和Q

Ifc

杂质浓度N

先测量MOS结构的高频C-V特性曲线

与理想MOS结构C-V曲线做比较

dNQ

获得氧化层的厚度o、半导体中的杂质浓度、氧化层中可动电荷面密度I和固

定电荷面密度Q等参数。

fc

实验原理

理想MOS结构模型

(1)W=W；

ms

(2)在绝缘层中没有电荷，且绝缘层完全不导电；

(3)绝缘体与半导体界面处不存在任何界面态。

理想MOS结构电容相当于绝缘层电容C0和半导体空间电荷层

电容Cs的串联。

（）

A—1

绝缘层电容（金属电极的面积）

（）

23

（）

型衬底理想结构高频特性曲线如图所示。

pMOSC-V4

，最大电容；，（高频）最小

ØV0Cmax≈C0V0

电容Cmin和最大电容Cmax满足公式(4)的关系：

4

12（）