【MOS結(jié)構(gòu)高頻C-V特性測(cè)試系統(tǒng)】
功能/作用介紹
簡(jiǎn)介
MOS結(jié)構(gòu)是建立半導(dǎo)體表面理論的基礎(chǔ)，也是半導(dǎo)體器件與集成電路的基本結(jié)構(gòu)。測(cè)量MOS結(jié)構(gòu)高頻C-V特性是進(jìn)行Si/SiO2界面研究，獲得關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)：硅摻雜類型、濃度，氧化層厚度及層中可動(dòng)電荷、固定電荷密度等的主要方法。
現(xiàn)有市售的C-V特性測(cè)量?jī)x，多為進(jìn)口設(shè)備，配件繁多、功能強(qiáng)大、價(jià)格昂貴，如半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試儀，不適合作為高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備。為此，哈爾濱工業(yè)大學(xué)面向?qū)嶒?yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)制作了MOS結(jié)構(gòu)高頻C-V特性測(cè)試系統(tǒng)。
MOS結(jié)構(gòu)高頻C-V特性測(cè)試系統(tǒng)是一套計(jì)算機(jī)虛擬化電容-電壓(C-V)智能測(cè)試系統(tǒng)。由外部硬件電路，數(shù)據(jù)采集卡及人機(jī)界面控制軟件組成。通過控制軟件將C-V測(cè)試儀與計(jì)算機(jī)結(jié)合起來，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)及圖形處理能力來分析處理C-V特性數(shù)據(jù)和特性曲線，從而取得精確的測(cè)量結(jié)果。本系統(tǒng)使用起來簡(jiǎn)便易懂。通過簡(jiǎn)單操作可以完成常規(guī)MOS電容芯片的C-V測(cè)量及C-V特性曲線的顯示，并且可以對(duì)圖形及數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存、打印以及實(shí)時(shí)查看。
本系統(tǒng)主要由主控機(jī)、監(jiān)視器、C-V測(cè)試儀、探針測(cè)試臺(tái)組成：
主控機(jī)，負(fù)責(zé)C-V特性數(shù)據(jù)的采集及處理，工作在1G的時(shí)鐘頻率下，可存儲(chǔ)50萬組C-V特征數(shù)據(jù)。
C-V測(cè)試儀，負(fù)責(zé)C-V信號(hào)預(yù)處理，最大掃描電壓：-50~+50V，高頻小信號(hào)：1MHz，電容測(cè)量精度優(yōu)于1%(1-100pF)。
探針測(cè)試臺(tái)，負(fù)責(zé)樣片的放置及測(cè)試點(diǎn)的選擇，載片臺(tái)可放置4吋測(cè)試樣片，可前后、左右、上下及旋轉(zhuǎn)任意調(diào)節(jié)。此外，還研制了多功能探針臺(tái)，除了具有上述功能之外，還具有加熱控溫(室溫~250℃)、施加偏壓(6V、12V)功能。
監(jiān)視器，負(fù)責(zé)人機(jī)界面顯示及虛擬儀器的顯示，可采用SVGA以上高清晰現(xiàn)實(shí)模式。
本系統(tǒng)適用范圍廣泛。作為高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，主要是面向電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、微電子學(xué)專業(yè)等，為“半導(dǎo)體物理學(xué)”、“半導(dǎo)體器件原理”、“微電子工藝”等課程實(shí)驗(yàn)服務(wù)，可開出4或6學(xué)時(shí)綜合型實(shí)驗(yàn)，有配套的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。4學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)：“MOS結(jié)構(gòu)高頻C-V特性測(cè)量”。學(xué)生通過本實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)能加深對(duì)抽象的半導(dǎo)體表面理論的理解，掌握應(yīng)用C-V特性測(cè)量方法獲取MOS結(jié)構(gòu)襯底參雜濃度、氧化層電荷面密度，氧化層厚度等關(guān)鍵參數(shù)。6學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)：“MOS結(jié)構(gòu)高頻C-V特性測(cè)量及±BT處理實(shí)驗(yàn)”，需要用多功能鍵合臺(tái)作為實(shí)驗(yàn)樣品臺(tái)，是在MOS結(jié)構(gòu)高頻C-V特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，對(duì)MOS結(jié)構(gòu)樣品進(jìn)行±BT(偏壓溫度)處理后，C-V特性曲線的發(fā)生平移，通過得出Si/SiO界面氧化層中可動(dòng)電荷、固定電荷面密度，由此也可以了解MOS結(jié)構(gòu)器件特性及其制造工藝的環(huán)境、條件。
本系統(tǒng)也適用于微電子領(lǐng)域科研院所，作為半導(dǎo)體/氧化層界面實(shí)驗(yàn)研究工具，開展MOS結(jié)構(gòu)器件及工藝的C-V特性實(shí)驗(yàn)研究手段。
另外，多功能探針臺(tái)也可以作為獨(dú)立實(shí)驗(yàn)設(shè)備或與其電測(cè)儀器聯(lián)用，如晶體管圖示儀，示波器等，作為芯片測(cè)試工具。
作品名稱：MOS結(jié)構(gòu)高頻C-V特性測(cè)試系統(tǒng)
完成單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
