pn结电容电压特性讲义.doc

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PN 结电容电压特性及掺杂浓度的测量
一、实验目的
1. 掌握CV-2000 型电容电压特性测试仪的使用方法；
2. 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第 1 页
PN 结电容电压特性及掺杂浓度的测量
一、实验目的
1. 掌握CV-2000 型电容电压特性测试仪的使用方法；
2. 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，偏置电压分辨力为，漏电流分辨力为。
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。用一个相敏检波器与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
信号的相位来进展，而不是参考相位检测。因而不需要精细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与参考信号，来保证正确的相位关系。由微处理
器根据的频率与测试信号相位，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。
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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，但它需将样品进展磨角，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结电容为势垒电容与扩散电容之与,正向偏压时,由于正向电流较大,,流过PN结的是很小的反向饱与电流，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
势垒电容，N*＝为约化浓度，A为结区面积
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
势垒电容：，G为掺杂浓度梯度。
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即对线性缓变结来说，1/C3与V呈线性关系。
由直线斜率与截距可求出杂质浓度梯度G与VD。
四、实验内容与步骤
1. 测量步骤：
〔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。假设被测件引线脏，
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3℃时，都要完成零校准。分两步完成：
I、开路零校准。
a．开机
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