利用汞探针测量硅片的掺杂浓度

c-v 测试方法（利用汞探针测量硅片的掺杂浓度）一、实验目的1 熟悉水银探针测量系统和c -v测试仪。2 掌握水银探针测量半导体样品掺杂浓度的原理和方法。二、实验设备及其在本实验中的作用设备名称型号用途c-v 测试仪器e4980a测量肖特基结的c-v 特性三、实验原理讨论晶体管的c -v特性，主要计算集电结的势垒电容随电压变化的情况、根据测量出的数据，得到两个波形图， 其中一个是c -v特性曲线，另外一个则是 1 c2 v曲线。由试验作出的1 c 2 v关系曲线是一直线，根据公式；1ct2 vdv2a2r0 qn b可以推出公式：d (1c tdv2)2a 2r0bqn精品资料从该直线的斜率可求得掺杂浓度n b，由直线的截距求得接触电势差vd 。传统上在测量c-v 高频曲线时是采用正弦信号测量电容法，然而，此测量方法极容易受到硅片背面接触串联电阻及晶片之间电阻的影响，进而导致测量上的误差。由此可以看出，水银探针仍然 采用精确的测量法来测量c -v特性曲线。如此可以有效地降低旁路电阻所造成的干扰。本课题所使用的水银探针（lei 2017b型水银探针）是靠真空泵连接水银探针供应水银的两个小瓶子，通过抽取空气形成瓶子内外的压力差把水银顶出，接触到待测的半导体样品，从而形成肖特基接触。这里需要注意的是，装有水银的瓶子有两个，他们都需要接触到样品才能形成被测肖特基接触。两个瓶子顶出的水银柱的面积一大一小，形成“背靠背”的肖特基二极管，可以认为是两个可变电容的串联。主要影响被测样品电容的是小水银柱和被测样品形成的肖特基接触。结合公式 1 c1 c11 c 2 c1表示小水银柱和被测样品形成的肖特基电容值；c 2表示大水银柱和被测样品形成的肖特基电容值c1c2所以主要影响c 值的是c1 。注意：水银是有毒的化学物质，最好是在空气流通的地方使用。水银收集器的作用是为了不让水银溅出伤害到人的皮肤。还是要说明一下，用过的水银要及时回收。四、实验步骤步骤 1. 打开真空泵等实验工具步骤 2. 逆时针旋转把手使气压为10 pa步骤 3. 点击 e4980a的 (dcbias) 键，使 dcbias 灯亮起步骤 4. 点击（ means setup）使 vdc idc处于 on 的状态步骤 5. 选择并调节上一步菜单下的bias从-10v 到 10v步长为 1v步骤 6. 按 display分别看每个电压对应的cp 并记录数据五、实验数据的记录实验数据记录表格：bias(v)d1/cp2(1/ f2)-100.0942.75498e+21-90.0872.4821e+21-80.0842.1996e+21-70.0841.90957e+21-60.08991.60565e+21-50.10211.30593e+21-40.12811.00119e+21-30.18247.01649e+20-20.35304.23395e+20-10.99011.16763e+20六、实验数据处理已知： 1、真空介电常数08. 8541410f / cm=q1.610 191 c1 c1 ccc2 、c ； d1=0.5mm d2=4mm,结合公式12 ，12所以主要影响 c 值的是c1 ,取 d= d1=0.5mm,面积 a=1.9625*3、si的介电常数为 11.9。4、由实验数据线性拟合的图如下:-15-103e+212.5e+212e+211.5e+211e+215e