mis 的高频cv 测试学习目标建议学时：4 学时原理 - 电子科技大学.pdfVIP

实验9 MIS 的高频C-V 测试 学习目标 1. 掌握MIS 结构的高频C-V 测试原理。 2. 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），确定衬底导电类型、 d 氧化层厚度 、衬底掺杂浓度N 或N 和等效的绝缘层内电荷 等参数。 A D Qox 建议学时：4 学时 原理 MIS 结构如图2-29 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（约0.1nm ）内。半导体表面空间 电荷区的厚度随偏压 而改变,所以MOS 电容为微分电容，单位面积电容为 V G dQ C G （1） d V G 式中 是金属栅电极上的电荷面密度。 QG 考虑理想MIS 结构电容。理想MIS 结构满足以下条件：（1）金属与半导体间功函数差 为零；（2 ）绝缘层内无任何电荷，不导电；（3 ）绝缘层与半导体界面处不存在界面态。MIS 结构的电容相当于绝缘层电容和半导体空间电荷区电容的串联。 图1 MIS 结构及其等效电路 以p 型半导体衬底为例，讨论理想MIS 结构的C-V 特性。p 型衬底理想MIS 结构高频 C-V 特性曲线如图2 的曲线1 所示。 图2 p 型半导体MIS 结构的C-V 特性 横坐标 为在栅上所加的偏压。最大电容为积累区电容 ,最小电容 为 V C C G 0 min C 1 min （2 ） C 2  k T N 1/2 0 (1 r0 [ rs 0 0 ln( A )] ) q d N n rs 0 A i 式中 是半导体的相对介电常数。通过上式，可得到MIS 结构的最小电容值由衬底掺杂浓  rs 度和绝缘层厚度决定。 V 0 时，半导体表面能带平直，称为平带。平带时的MIS 电容称为平带电容，记作 s CFB 。对于给定的MIS 结构，归一化平带电容由下式给出： C 1 FB （3 ）