半導體C-V測量基礎

2021-01-10 電子產品世界

　　通用測試

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/96649.htm

　　電容-電壓(C-V)測試廣泛用於測量半導體參數，尤其是MOSCAP和MOSFET結構。此外，利用C-V測量還可以對其他類型的半導體器件和工藝進行特徵分析，包括雙極結型電晶體(BJT)、JFET、III-V族化合物器件、光伏電池、MEMS器件、有機TFT顯示器、光電二極體、碳納米管(CNT)和多種其他半導體器件。

　　這類測量的基本特徵非常適用於各種應用和培訓。大學的研究實驗室和半導體廠商利用這類測量評測新材料、新工藝、新器件和新電路。C-V測量對於產品和良率增強工程師也是極其重要的，他們負責提高工藝和器件的性能。可靠性工程師利用這類測量評估材料供貨，監測工藝參數，分析失效機制。

　　採用一定的方法、儀器和軟體，可以得到多種半導體器件和材料的參數。從評測外延生長的多晶開始，這些信息在整個生產鏈中都會用到，包括諸如平均摻雜濃度、摻雜分布和載流子壽命等參數。在圓片工藝中，C-V測量可用於分析柵氧厚度、柵氧電荷、游離子(雜質)和界面阱密度。在後續的工藝步驟中也會用到這類測量，例如光刻、刻蝕、清洗、電介質和多晶矽沉積、金屬化等。當在圓片上完全製造出器件之後，在可靠性和基本器件測試過程中可以利用C-V測量對閾值電壓和其他一些參數進行特徵分析，對器件性能進行建模。

　　半導體電容的物理特性

　　MOSCAP結構是在半導體製造過程中形成的一種基本器件結構(如圖1所示)。儘管這類器件可以用於真實電路中，但是人們通常將其作為一種測試結構集成在製造工藝中。由於這種結構比較簡單而且製造過程容易控制，因此它們是評測底層工藝的一種方便的方法。


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