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1、 C-V测试方法（利用汞探针测量硅片的掺杂浓度）、实验目的 1 熟悉水银探针测量系统和 C-V测试仪。2 掌握水银探针测量半导体样品掺杂浓度的原理和方法。、实验设备及其在本实验中的作用 设备名称 型号 用途 C-V测试仪器 E4980A 测量肖特基结的 C-V特性 三、实验原理 讨论晶体管的 C-V特性，主要计算集电 势垒电容随电压变化的情况、根据测量出的数 一个则是1 C2 V曲线。由试验作出的 1 V关系曲线是一直线，根据公式；1 2VD-V 2 2 CT A；r；oqNB 可以推出公式:传统上在测量 C-V高频曲线时是采用正弦信号测量电容法，然而，此测量方法极容易受到硅片 背面接触串联电
2、阻及晶片之间电阻的影响，进而导致测量上的误差。由此可以看出，水银探针仍然 采用精确的测量法来测量 C-V特性曲线。如此可以有效地降低旁路电阻所造成的干扰。本课题所 使用的水银探针（LEI 2017B 型水银探针）是靠真空泵连接水银探针供应水银的两个小瓶子，通过 抽取空气形成瓶子内外的压力差把水银顶出，接触到待测的半导体样品，从而形成肖特基接触。这 里需要注意的是，装有水银的瓶子有两个，他们都需要接触到样品才能形成被测肖特基接触。两个 瓶子顶出的水银柱的面积一大一小，形成“背靠背”的肖特基二极管，可以认为是两个可变电容的串联。主要影响被测样品电容的是小水银柱和被测样品形成的肖特基接触。结合公式1
3、 C G 1 C2 C1 得到两个波形图，其中一个是 C-V特性曲线,d(CT2 dV 2 2 A r oqNB 从该直线的斜率可求得掺杂浓度 NB，由直线的截距求得接触电势差 VD。结的 据，另外 表示小水银柱和被测样品形成的肖特基电容值；C2表示大水银柱和被测样品形成的肖特基电容值 C1叹C2所以主要影响 C 值的是C1。注意：水银是有毒的化学物质，最好是在空气流通的地方使用。水银收集器的作用是为了不 让水银溅出伤害到人的皮肤。还是要说明一下，用过的水银要及时回收。四、实验步骤 步骤 1.打开真空泵等实验工具 步骤 2.逆时针旋转把手使气压为 10 Pa 步骤 3.点击 E4980A 的(
4、De Bias)键，使 De Bias 灯亮起 步骤 4.点击(Means Setup)使 VDC IDC 处于 on 的状态 步骤 5.选择并调节上一步菜单下的 BIAS 从-10V到 10V 步长为 1V 步骤 6.按 Display 分别看每个电压对应的 Cp 并记录数据 五、实验数据的记录 实验数据记录表格：掺杂浓度的原理和方法实验设备及其在本实验中的作用设备名称型号用途测试仪器测量肖特基结的特性三实验原理讨论晶体管的特性主要计算集电势垒电容随电压变化的情况根据测量出的数得到两个波形图其中一个是特性曲线一个信号测量电容法然而此测量方法极容易受到硅片背面接触由直线的截距求得接触电势差从该
5、直线的斜率可求得掺杂浓度串联电阻及晶片之电阻的影响进而导致测量上的误差由此可以看出水银探针仍然采用精确的测量法来测量特性曲水银的两个小瓶子通过抽取空气形成瓶子内外的压力差把水银顶出接触到待测的半导体样品从而形成肖特基接触这里需要注意的是装有水银的瓶子有两个他们都需要接触到样品才能形成被测肖特基接触两个瓶子顶出的水银柱的面积Bias(v)D 1/CpA2(1/FA2)-10 0.094 2.75498E+21 -9 0.087 2.4821E+21 -8 0.084 2.1996E+21 -7 0.084 1.90957E+21 -6 0.0899 1.60565E+21 -5 0.1021 1
6、.30593E+21 -4 0.1281 1.00119E+21 -3 0.1824 7.01649E+20 -2 0.3530 4.23395E+20 -1 0.9901 1.16763E+20 六、实验数据处理 已知：1、真空介电常数；。=8.854 10*F/cm=：v-2、q 胡.6 10 C；d1=0.5mm d2=4mm,结合公式 1 1 C1 1 C2,C：:C2 所以主 3、Si 的介电常数三为 11.9 4、由实验数据线性拟合的图如下要影响 C 值的是 C1,取 d=d1=0.5mm,面积 A=：何芳(巴学孑 1产:=-=1.9625*掺杂浓度的原理和方法实验设备及其在本实验
7、中的作用设备名称型号用途测试仪器测量肖特基结的特性三实验原理讨论晶体管的特性主要计算集电势垒电容随电压变化的情况根据测量出的数得到两个波形图其中一个是特性曲线一个信号测量电容法然而此测量方法极容易受到硅片背面接触由直线的截距求得接触电势差从该直线的斜率可求得掺杂浓度串联电阻及晶片之电阻的影响进而导致测量上的误差由此可以看出水银探针仍然采用精确的测量法来测量特性曲水银的两个小瓶子通过抽取空气形成瓶子内外的压力差把水银顶出接触到待测的半导体样品从而形成肖特基接触这里需要注意的是装有水银的瓶子有两个他们都需要接触到样品才能形成被测肖特基接触两个瓶子顶出的水银柱的面积 系列 1 线性係列 1)掺杂浓度
8、的原理和方法实验设备及其在本实验中的作用设备名称型号用途测试仪器测量肖特基结的特性三实验原理讨论晶体管的特性主要计算集电势垒电容随电压变化的情况根据测量出的数得到两个波形图其中一个是特性曲线一个信号测量电容法然而此测量方法极容易受到硅片背面接触由直线的截距求得接触电势差从该直线的斜率可求得掺杂浓度串联电阻及晶片之电阻的影响进而导致测量上的误差由此可以看出水银探针仍然采用精确的测量法来测量特性曲水银的两个小瓶子通过抽取空气形成瓶子内外的压力差把水银顶出接触到待测的半导体样品从而形成肖特基接触这里需要注意的是装有水银的瓶子有两个他们都需要接触到样品才能形成被测肖特基接触两个瓶子顶出的水银柱的面积W
9、elcome To Download!欢迎您的下载，资料仅供参考！掺杂浓度的原理和方法实验设备及其在本实验中的作用设备名称型号用途测试仪器测量肖特基结的特性三实验原理讨论晶体管的特性主要计算集电势垒电容随电压变化的情况根据测量出的数得到两个波形图其中一个是特性曲线一个信号测量电容法然而此测量方法极容易受到硅片背面接触由直线的截距求得接触电势差从该直线的斜率可求得掺杂浓度串联电阻及晶片之电阻的影响进而导致测量上的误差由此可以看出水银探针仍然采用精确的测量法来测量特性曲水银的两个小瓶子通过抽取空气形成瓶子内外的压力差把水银顶出接触到待测的半导体样品从而形成肖特基接触这里需要注意的是装有水银的瓶子有两个他们都需要接触到样品才能形成被测肖特基接触两个瓶子顶出的水银柱的面积