PN结电容电压特性讲义.docx

PN结电容电压特性及掺杂浓度的测量
一、实验目的
.掌握CV-2000型电容电压特性测试仪的使用方法；
.熟悉C-V特性的测量。 二、实验仪器
CV-2000型电容电压特性测试仪是测试频率为 1MHz的智能化数字的电容测试仪器，
专用于测试半导体器件 PN结的势垒电容在不同偏压下的电容量，也可测试其它电容。面板 上的发光二极管指示仪器的工作状态， 用数码管组成的显示板，将被测元件的数值，小数点
清晰地显示出来。仪器有较高的分辨率，电容量是四位读数，可分辫到 ,偏置电压分
,。
该仪器采用电流电压测量方法， 它用微处理器通过8次电压测量来计算每次测量后要求
的参数值。用一个相敏检波器和模数转换器顺序快速完成电压测量。 正交测量通过交换测量
信号的相位来进行，而不是参考相位检测。 因而不需要精密的模拟相位转换成电压矩形波电
路。通过从同一个高频信号源形成测试信号和参考信号， 来保证正确的相位关系。由微处理
器根据已知的频率和测试信号相位， 用ROM存储器内的程序来控制测量， 以及存储在RAM
中的校准数据来计算被测元件电容值。 三、实验原理
C-V法利用PN结或肖特基势垒在反向偏压时的电容特性， 可以获得材料中杂质浓度及
其分布的信息，这类测量称为 C-V测量技术。这种测量可以提供材料截面均匀性及纵向杂 质浓度分布的信息，因此比四探针、三探针等具有更大的优点。 虽然扩展电阻也能测量纵向
分布，但它需将样品进行磨角，而 C-V法既可以测量同型低阻衬底上外延材料的分布，也 可测量高阻衬底用异型层的外延材料的分布。
PN 吉电容为势垒电容与扩散电容之和 ，正向偏压时，由于正向电流较大，扩散电容大于势 ，流过PN吉的是很小的反向饱和电流， 扩散电容很小，这时势垒电容起主要作 用。所以，C— VI量加反向电压。
.对于突变结
势垒电容 丫刈% -，n*=弘口为约化浓度，A为结区面积
百二入53・
即对突变结来说，1/C2与V呈线性关系。如图：
直线延长与V轴的交点，可求出接触电势差 Vd,由直线斜率可求出N*。当PN结为单边突变
结时，约化浓度可用高浓度一侧的掺杂代替。
.缓变结
C = " f 产
即对线性缓变结来说,
G 和 Vd。
势垒电容： 5(%-I// , G为掺杂浓度梯度。
由直线斜率和截距可求出杂质浓度梯度 四、实验内容与步骤
：
(1)开机
ON位置，电源接通，仪器执行自检程序。如果没
仪器安装连接好后，把电源开关按到
有故障，测量指示灯亮。偏置电压指示状态为 (电压去)，虽然偏置电压有显示，但该电压尚
未加到夹具上去。
(2)连接被测件
被测件引线应相当清洁且笔直，将它插入 CV-2000测试座具即可。若被测件引线脏，
必须先擦干净，以保证接触良好。
(3)零校准
30分钟后，改
由于温度变化或改变夹具，都会引起寄生电感变化，因此，在每天开机
变夹具或温度变化大于 3c时，都要完成零校准。分两步完成：
I、开路零校准。
，应按 ［开路校准］按钮。在电容显示屏内出现一个零，并且通过灯
亮，让人体远离仪器。按［校准触发］键并等一会，直到通过