PN结电容电压特性讲义.docx

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PN结电容电压特性及掺杂浓度的测量
1. 一、实验目的掌握CV-2000型电容电压特性测试仪的: .
PN结电容电压特性及掺杂浓度的测量
1. 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，,，。
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，扩散电容大于势垒电容•反偏时，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-V测量加反向电压。
对于突变结C=A也险势垒电容.；'',N*=''为约化浓度，A为结区面积
12(Vd-V)Q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,
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。
2•缓变结
势垒电容：
—H關&严
'以％,G为掺杂浓度梯度。
112(VD-V)
由直线斜率和截距可求出杂质浓度梯度G和Vd。
四、：
（1）开机仪器安装连接好后，把电源开关按到ON位置，电源接通，仪器执行自检程序。如果没有故障，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30分钟后，改变夹具或温度变化大于3C时，都要完成零校准。分两