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1、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
2、,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，
3、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
4、 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
5、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
6、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 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,
