MOS结构高频C-V特性测试

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，VFB＜0如图3中的曲线1所示。6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7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[MeasSetup]。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。122测量功能步骤1.按[DisplayFormat]键。步骤2.按MEASDISPLAY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[MeasSetup]。步骤2.按LISTSETUP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。DCSRC[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USB13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SAVEDATA功能键。步骤4.按STARTLOG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STARTLOG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“Storingdatacompleted.: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[MeasSetup]键。步骤2.使用光标键选择STEPDLY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