安泰測試給西安電子科技大學某實驗室提供方案—（十二）TSP-2000-CV 分立器件特性測試

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TSP-2000-CV 分立器件 CV 特性測試

半導體器件 C-V 特性測試方案

系統背景

交流 C-V 測試可以揭示材料的氧化層厚度，晶圓工藝 的界面陷阱密度，摻雜濃度，摻雜分布以及載流子壽 命等，通常使用交流 C-V 測試方式來評估新工藝，材料，器件以及電路的質量和可靠性等。比如在 MOS 結構中， C-V 測試可以方便的確定二氧化硅層厚度 dox、襯底 摻雜濃度 N、氧化層中可動電荷面密度 Q1、和固定電 荷面密度 Qfc 等參數。

C-V 測試要求測試設備滿足寬頻率范圍的需求，同時連線簡單，系統易于搭建，并具備系統補償功能，以 補償系統寄生電容引入的誤差。

進行 C-V 測量時，通常在電容兩端施加直流偏壓，同時利用一個交流信號進行測量。一般這類測量中使用 的交流信號頻率在 10KHz 到 10MHz 之間。所加載的 直流偏壓用作直流電壓掃描，掃描過程中測試待測器 件待測器件的交流電壓和電流，從而計算出不同電壓下的電容值。

在 CV 特性測試方案中，同時集成了美國吉時利公司 源表（SMU）和合作伙伴針對 CV 測試設計的專用精 密 LCR 分析儀。源表 SMU 可以輸出正負電壓，電壓 輸出分辨率高達 500nV。同時配備的多款 LCR 表和 CT8001 直流偏置夾具，可以覆蓋 100Hz~ 1MHz 頻 率和正負 200V 電壓范圍內的測試范圍。

方案特點

● 包含 C-V（電容 - 電壓），C-T（電容 - 時間），C-F （電容 - 頻率）等多項測試測試功能，C-V 測試最 多同時支持測試四條不同頻率下的曲線

● 測試和計算過程由軟件自動執(zhí)行，能夠顯示數據和 曲線，節(jié)省時間

● 提供外置直流偏壓盒，最高偏壓支持到正負 200V， 頻率范圍 100Hz - 1MHz。

● 支持使用吉時利 24XX/26XX 系列源表提供偏壓

測試功能

● 電壓 - 電容掃描測試

● 頻率 - 電容掃描測試

● 電容 - 時間掃描測試

● MOS 器件二氧化硅層厚度、襯底摻雜濃度等參數的計算

● 原始數據圖形化顯示和保存

MOS 電容的 C-V 特性測試方案

系統結構

系統主要由源表、LCR 表、探針臺和上位機軟件組成。 LCR 表支持的測量頻率范圍在 0.1Hz~ 30MHz。源表 (SMU) 負責提供可調直流電壓偏置，通過偏置夾具盒 CT8001 加載在待測件上。

LCR 表測試交流阻抗的方式是在 HCUR 端輸出交流電 流，在 LCUR 端測試電流，同時在 HPOT 和 LPOT 端 測量電壓值。電壓和電流通過鎖相環(huán)路同步測量，可 以精確地得到兩者之間的幅度和相位信息，繼而可以 推算出交流阻抗參數。

典型方案配置

系統參數

下表中參數以 PCA1000 LCR 表和 2450 源表組成的 C-V 測試系統為例：

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