直流I-V 測(cè)試是表征微電子器件、工藝及材料特性的基石。通常使用I-V 特性分析，或I-V 曲線，來決定器件的基本參數(shù)。新材料和器件對(duì)I-V 測(cè)試設(shè)備提出了更高的需求，要求具備更低的測(cè)試分辨率，更寬的功率范圍，具備四象限操作能力，以及更快的測(cè)試速度等。交流C-V 測(cè)試可以揭示材料的氧化層厚度，晶圓工藝的界面陷阱密度，摻雜濃度，摻雜分布以及載流子壽命等，通常使用交流C-V 測(cè)試方式來評(píng)估新工藝，材料，器件以及電路的質(zhì)量和可靠性等。交流C-V 測(cè)試要求測(cè)試設(shè)備滿足寬頻率范圍的需求，同時(shí)連線簡(jiǎn)單，系統(tǒng)易于搭建，并具備系統(tǒng)補(bǔ)償功能，以補(bǔ)償系統(tǒng)寄生電容引入的誤差。

進(jìn)行C-V 測(cè)量時(shí)，通常在電容兩端施加直流偏壓，同時(shí)利用一個(gè)交流信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。一般這類測(cè)量中使用的交流信號(hào)頻率在10KHz 到10MHz 之間。所加載的直流偏壓用作直流電壓掃描，掃描過程中測(cè)試待測(cè)器件待測(cè)器件的交流電壓和電流，從而計(jì)算出不同電壓下的電容值。

功率器件 IV、CV 特性測(cè)試方案，提供I-V 和C-V綜合測(cè)試解決方案，10fA 的DC 測(cè)量精度， 高達(dá)10MHz 的C-V 測(cè)試頻率。在C-V 測(cè)試方案中，同時(shí)集成了美國吉時(shí)利公司源測(cè)量單元（SMU）和溪谷科技針對(duì)CV 測(cè)試設(shè)計(jì)的專用精密LCR 分析儀，既可以在低頻范圍內(nèi)完成功率器件的準(zhǔn)靜態(tài)C-V 測(cè)試，也可以進(jìn)行高達(dá)10MHz 的高頻C-V 測(cè)試。

MOS 電容的準(zhǔn)靜態(tài)C-V 特性測(cè)試方案

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)主要由兩臺(tái)源表、四寸探針臺(tái)和上位機(jī)軟件組成，主要用于低頻率(10Hz 以下) C-V 特性測(cè)試。

在測(cè)試中，一臺(tái)源表對(duì)待測(cè)件的一端輸出恒定電流，并測(cè)量電壓值記錄時(shí)間。另一臺(tái)源表用于測(cè)量待測(cè)件另一端的電流值。

通過使用公式 I = C * dV/dt，或者 C = I / (dV/dt)，可以計(jì)算出相應(yīng)的電容值。這種方式適用于在 0.1 ～1V/s 的電壓斜率下測(cè)量 100 ～ 400pF 電容值。

MOS 電容的高頻 C-V 特性測(cè)試方案

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)主要由源測(cè)量單元、LCR 表、探針臺(tái)和上位機(jī)軟件組成。LCR 表通常支持的測(cè)量頻率范圍在30MHz以內(nèi)。源測(cè)量單元或電源負(fù)責(zé)提供可調(diào)直流電壓偏置。

LCR 表測(cè)試交流阻抗的方式是在 HCUR 端輸出交流電流，在 LCUR 端測(cè)試電流，同時(shí)在 HPOT 和 LPOT端測(cè)量電壓值。電壓和電流通過鎖相環(huán)路同步測(cè)量，可以精確地得到兩者之間的幅度和相位信息，繼而可以推算出交流阻抗參數(shù)。