LinkedIn YouTube Facebook
Szukaj

Szukaj

Newsletter

Proszę czekać.

Dziękujemy za zgłoszenie!

Wstecz
Sprzęt pomiarowy

08.07.2021

Automatyzacja pomiarów C-V dla wysokich i niskich częstotliwości oraz obliczenia gęstości pułapek granicznych (DIT) kondensatorów MOS przy użyciu analizatora parametrów 4200A-SCS

Dodatek A: Wzory i stałe projektu

Obliczenia na poziomie projektu w module Formulator

Nazwa Opis
CHF Skorygowana pojemność przy wysokiej częstotliwości z ostatniego przebiegu testu moscap-hf-cv: CHF= “MOSCAP-HF-CV_LATESTRUN_CADJ”
VG Napięcie DC dostarczone do podłoża VG=-Vsubstrate i zaktualizowane w ostatnim przebiegu testu moscap-hf-cv: VG= -1*(“MOSCAP-HF-CV_LATESTRUN_DCV_GB”)
CLF Pojemność przy niskiej częstotliwości z ostatniego przebiegu testu moscap-vlf-cv: CLF=”MOSCAP-VLF-CV_LATESTRUN_MEAS_CP”
COX Pojemność obszaru tlenku: COX = MAX(MAVG(CHAF,2))+1E-15
CIT Gęstość pułapek granicznych: CIT=(1/(1/CLF-1/COX)-1/(1/CHF-1/COX))
STRETCHOUT Współczynnik wyciągania na skutek stanów granicznych: STRETCHOUT = MAVG((1-CLF/COX)/(1-CHF/COX),5)INVCSQR = 1/(MAVG(CHF,5))^2
INVCSQR Odwrotność kwadratu pojemności przy wysokiej częstotliwości: INVCSQR = 1/(MAVG(CHF,5))^2
NDOPING Gęstość domieszkowania: NDOPING = ABS(-2*STRETCHOUT/(AREA^2*Q*ES)/(DELTA(INVCSQR)/DELTA(VG)))
DEPTH Głębokość osadzania (w metrach): DEPTHM = 1E-2*AREA*ES*(1/CHF-1/COX)
N90W Gęstość domieszkowania przy 90% maksymalnej głębokości osadzania: N90W = AT(NDOPING,FINDLIN(DEPTHM,0.9*MAX(DEPTHM),2))
DEBYEM Długość Debye’a (w metrach): DEBYEM = SQRT(ES*K*TEMP/(ABS(N90W)*Q^2))*1E-2
CFB Pojemność płaskiego pasma: CFB = (COX*ES*AREA/(DEBYEM*1E2))/(COX+(ES*AREA/(DEBYEM*1E2)))
VFB Napięcie płaskiego pasma: VFB = AT(VGS,FINDLIN(CHF,CFB,2))
PHIB Potencjał objętościowy: PHIB = (-1)*K*TEMP/Q*LN(ABS(N90W)/NI)*DOPETYPE
PSISPSIO PSIS-PSIO, potencjał powierzchniowy: PSISPSIO = SUMMV((1-CLF/COX)*DELTA(VG))*DOPETYPE
PSIO Offset potencjału powierzchniowego wynikający z metodyki obliczeń i napięcia pasma płaskiego: PSIO = AT(PSISPSIO,FINDLIN(VG,VFB,2))
PSIS Potencjał powierzchniowy krzemu Φs. Dokładniej, ta wartość reprezentuje zagięcie pasma i powtarza się w potencjale powierzchniowym poprzez potencjał objętościowy. PSIS = PSISPSIO-PSIO
EIT Energia pułapki granicznej (eV) w odniesieniu do środkowej przerwy energetycznej: EIT = PSIS+PHIB
DIT Gęstość stanów granicznych (cm^-2eV^-1): DIT = CIT/(AREA*Q)

Stałe na poziomie projektu w module Formulator

Nazwa Wartość domyślna Jednostka Opis
ES 1.04E-12 F/cm Przenikalność półprzewodnika
DOPETYPE -1 1 = typ “p” -1 = typ “n”
TEMP 300 K Temperatura testu
AREA 0.0025 cm^2 Wielkość obszaru bramki
NI 1.45E+10 cm^-3 Koncentracja wewnętrzna nośników

Wzory obliczeniowe użyte w teście moscap-hf-cv

Nazwa Opis
VG Napięcie bramki: VG = -DCV_GB
RS Rezystancja szeregowa wyliczona z pojemności w warunkach silnej akumulacji i z przewodności: RS = (AT(MAVG(GP_GB, 5)/((2*PI*F_GB)*MAVG(CP_GB, 5)), MAXPOS(MAVG(CP_GB, 5))))^2/((1+(AT(MAVG(GP_GB, 5)/ ((2*PI*F_GB)*MAVG(CP_GB, 5)), MAXPOS(MAVG(CP_GB, 5))))^2)*(AT(MAVG(GP_GB, 5),MAXPOS(MAVG(CP_GB, 5)))))
AR Parametr pośredni do wyliczania skorygowanej pojemności: AR = GP_GB-(GP_GB^2 + (2*PI*F_GB*CP_GB)^2)*RS AR = G – (G2 + (2πfC)2)RS
CADJ Pojemność skorygowana z uwzględnieniem szeregowej rezystancji kompensującej: CADJ = ((GP_GB^2) + (2*PI*F_GB*CP_GB)^2)*(CP_GB)/(AR^2 + (2*PI*F_GB*CP_GB)^2)
COX Pojemność obszaru tlenku (zazwyczaj przyjmowana jako maksymalna pojemność w akumulacji): COX = MAX(MAVG(CADJ, 2))+1E-15

Dodatek B: Bibliografia

    1. Nicollian, E.H. and Brews, J.R. MOS Physics and Technology, Wiley, New York (1982)
    2. Schroder, D.K. Semiconductor Material and Device Characterization, 2nd edition (New York, Wiley, 1998)
    3. Noty aplikacyjne firmy Keithley:

Jedynym autoryzowanym Dystrybutorem oraz Serwisem produktów Tektronix na terenie Polski jest firma Tespol Sp. z o.o.

www.tespol.com.pl

Autor: Tespol
Tagi: Keithley, pomiary, sprzęt pomiarowy, Tektronix, Tespol

Przeczytaj również:

Technologie End of Life i bezpieczeństwo sieci – wyzwania Europy związane z tzw. długiem technologicznym
Najczęstsze błędy firm przy wyborze dostawcy energii i jak ich uniknąć
Fotorezystor, czyli czujnik światła dwojakiego działania. Przykład innowacji w automatyce i elektronice możliwej dzięki technologii fotooporników