半导体C-V测量基础

分享到:

通用测试

  电容-电压(C-V)测试广泛用于测量半导体参数,尤其是MOSCAP和MOSFET结构。此外,利用C-V测量还可以对其他类型的半导体器件和工艺进行特征分析,包括双极结型晶体管(BJT)、JFET、III-V族化合物器件、光伏电池、MEMS器件、有机TFT显示器、光电二极管、碳纳米管(CNT)和多种其他半导体器件。

  这类测量的基本特征非常适用于各种应用和培训。大学的研究实验室和半导体厂商利用这类测量评测新材料、新工艺、新器件和新电路。C-V测量对于产品和良率增强工程师也是极其重要的,他们负责提高工艺和器件的性能。可靠性工程师利用这类测量评估材料供货,监测工艺参数,分析失效机制。

  采用一定的方法、仪器和软件,可以得到多种半导体器件和材料的参数。从评测外延生长的多晶开始,这些信息在整个生产链中都会用到,包括诸如平均掺杂浓度、掺杂分布和载流子寿命等参数。在圆片工艺中,C-V测量可用于分析栅氧厚度、栅氧电荷、游离子(杂质)和界面阱密度。在后续的工艺步骤中也会用到这类测量,例如光刻、刻蚀、清洗、电介质和多晶硅沉积、金属化等。当在圆片上完全制造出器件之后,在可靠性和基本器件测试过程中可以利用C-V测量对阈值电压和其他一些参数进行特征分析,对器件性能进行建模。

  半导体电容的物理特性

  MOSCAP结构是在半导体制造过程中形成的一种基本器件结构(如图1所示)。尽管这类器件可以用于真实电路中,但是人们通常将其作为一种测试结构集成在制造工艺中。由于这种结构比较简单而且制造过程容易控制,因此它们是评测底层工艺的一种方便的方法。


图1中的金属/多晶层是电容的一极,二氧化硅是绝缘层。由于绝缘层下面的衬底是一种材料,因此它本身并不是电容的另一极。实际上,其中的多数载流子是电容的另一极。物理上而言,电容C可以通过下列公式中的变量计算出来:

  C = A (κ/d), 其中

  A是电容的面积,

  κ是绝缘体的介电常数

  d是两极的间距

  因此,A 和 κ越大,绝缘体厚度越薄,电容值就越高。通常而言,电容的大小范围从几纳法到几皮法,甚至更小。

  进行C-V测量时要在电容的两极加载直流偏压同时利用一个交流信号进行测量(如图1所示)。通常情况下,这类测量使用的交流频率范围从10kHz到10MHz。所加载的偏压作为直流电压扫描驱动结构从累积区进入耗尽区,然后进入反型区(如图2所示)。

继续阅读
半导体漫漫工艺制程之路

2018年格罗方德与联电声言止步,因此导致全球代工业中只剩下台积电,三星,英特尔及中芯国际四家在列,而其中的英特尔在商业代工业中是个“小角色”,以及中芯国际尚未明确它的时间表,所以全球只剩下台积电及三星两家在代工中争霸。

官宣:赛普拉斯已被英飞凌以90亿欧元收购

英飞凌科技股份公司与赛普拉斯半导体公司今日公布双方已经签署最终协议,英飞凌将会以每股23.85美元现金收购赛普拉斯,总企业价值为90亿欧元。

赛普拉斯将要被英飞凌收购

由于过去五年半导体行业的收购重组调整,目前市值高达182亿欧元(200亿美元)的英飞凌一直处于观望状态。2017年,因为美国审查主管机关(CFIUS)口中的“构成美国国家安全风险”的缘由,英飞凌终止收购LED大厂Cree的Wolfspeed功率部门。

推动半导体与汽车产业深度融合,恩智浦在行动!

2018年全球半导体市场销售额年增13.7%,达到4688亿美元,其中面向车用市场的销售成长迅速,车载半导体产业展现出强劲的发展势头。与此同时,以物联网、5G、人工智能为代表的电子信息产业创新技术不断涌现,并与汽车产业形成高度互动,助推着汽车产业的转型升级。两个产业正在相互影响相互融合。

深圳国际半导体展览会暨论坛6月14日开幕,行业巨头聚焦未来半导体发展趋势

近日《粤港澳大湾区发展规划纲要》正式公布,而这也将吸引相关产业项目在大湾区落户,推动大湾区集成电路产业链的完善。而在去年10月,广州、深圳、珠海、香港和澳门五地的半导体组织也正式联手结盟,宣布成立粤港澳大湾区半导体产业联盟,联盟成员将共建包括芯片测试、EDA、IP、人才培训和产业孵化在内的一系列服务支撑平台,构建粤港澳大湾区半导体产业生态,提升粤港澳大湾区半导体产业的整体竞争力。