半導(dǎo)體C-V測量基礎(chǔ)

　　通用測試

　　電容-電壓(C-V)測試廣泛用于測量半導(dǎo)體參數(shù)，尤其是MOSCAP和MOSFET結(jié)構(gòu)。此外，利用C-V測量還可以對其他類型的半導(dǎo)體器件和工藝進(jìn)行特征分析，包括雙極結(jié)型晶體管(BJT)、JFET、III-V族化合物器件、光伏電池、MEMS器件、有機(jī)TFT顯示器、光電二極管、碳納米管(CNT)和多種其他半導(dǎo)體器件。

　　這類測量的基本特征非常適用于各種應(yīng)用和培訓(xùn)。大學(xué)的研究實(shí)驗(yàn)室和半導(dǎo)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測量對于產(chǎn)品和良率增強(qiáng)工程師也是極其重要的，他們負(fù)責(zé)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(jiān)測工藝參數(shù)，分析失效機(jī)制。

　　采用一定的方法、儀器和軟件，可以得到多種半導(dǎo)體器件和材料的參數(shù)。從評測外延生長的多晶開始，這些信息在整個生產(chǎn)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(shù)。在圓片工藝中，C-V測量可用于分析柵氧厚度、柵氧電荷、游離子(雜質(zhì))和界面阱密度。在后續(xù)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(zhì)和多晶硅沉積、金屬化等。當(dāng)在圓片上完全制造出器件之后，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(shù)進(jìn)行特征分析，對器件性能進(jìn)行建模。

　　半導(dǎo)體電容的物理特性

　　MOSCAP結(jié)構(gòu)是在半導(dǎo)體制造過程中形成的一種基本器件結(jié)構(gòu)(如圖1所示)。盡管這類器件可以用于真實(shí)電路中，但是人們通常將其作為一種測試結(jié)構(gòu)集成在制造工藝中。由于這種結(jié)構(gòu)比較簡單而且制造過程容易控制，因此它們是評測底層工藝的一種方便的方法。