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高频MOS 结构C-V 特性测试 【引言】 MOS（金属－氧化物－半导体）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、SiO-Si 2 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d 、 ox N、 QI 和Qfc 等参数。 【实验原理】 VG Al Cox SiO2 Cs Si 衬底 (a) MOS 结构示意图 （b ）等效电路图 图 1 由半导体平面工艺制备的 MOS 结构，是在“清洁”硅片上用热氧化、蒸发和光刻等方法 制备而成的。其结构如图 1（a）所示，它类似于金属和介质形成的平板电容器。但是，由 于半导体中的电荷密度比金属中的小得多，所以充电电荷在半导体表面形成的空间电荷区有 一定的厚度（—微米量级），而不像金属中那样，只集中在一薄层（～0.1nm）内。半导体表 面空间电荷区的厚度随偏压V 而改变,所以 MOS 电容是微分电容 G dQG C A （1） dV G 式中QG 是金属电极上的电荷面密度,A是电极面积。 在分析 MOS结构电性能时，常假设有一种理想地 MOS 结构存在。其满足以下条件： （1）金属与半导体间功函数差为零； （2）在绝缘层（S O ）内没有电荷； i 2 （3） 与半导体界面处不存在界面态。 S O i 2 ㈠ 理想 MOS 结构的电容 理想地MOS结构在外形上与实际MOS结构完全相同，在电性能上它满足理想MOS结构 的三个假设。在这个机构上加偏压VG 时，一部分在降在S O 上，记作V ；一部分降在 i 2 ox 半导体表面空间电荷区，记作V ,即 S
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