6H-SiC氧化层中Na离子的C-V测试研究

半导体热氧化过程中,不可避免会沾污Na离子,造成MOS电容的C-V曲线平带电压漂移。在1 200℃下热氧化,生成SiC/SiO2界面,进而制作MOS电容。采用高电压偏置,在高温度条件下作用于MOS电容;利用Keithley590C-V分析仪,测量其C-V曲线。计算出氧化层Na离子密度为2.26×1012/cm2,高温负高压偏置不能完全恢复MOS电容的C-V特性,且高压偏置处理后的MOS电容在积累区的电容值减小,与Si材料MOS的情况不同。主要原因是SiC氧化层和界面质量较差,在高温和高压下弱键断裂、固定电荷重新分布。

面向智能网联路侧基础设施的测试评价方法

为解决示范区或智能网联改造道路中车路云协同一体化系统使用效果不理想的问题,针对路侧基础设施及云控平台,综合应用路云数据传输、蜂窝车联网(C-V2X)通信及路侧多传感器感知等多种技术手段,提出了一种智能网联路侧基础设施的测试评价方法。该方法包括云控平台南北向数据链路验证,路侧C-V2X协议一致性、通信性能、网联应用场景验证,以及路侧目标物、交通事件感知精度验证。经实地测试验证,该方法能够全面高效地对智能网联路侧基础设施情况进行摸底测试,可有效发现路侧C-V2X通信协议不一致、网联应用场景设计缺陷、路侧感知精度差、路云数据传输异常等问题,以辅助建设方解决相应问题。

准静态C-V法测量硅表面态密度分布及数据处理

表面态问题的研究是半导体材料、器件以及集成电路工艺等研究中的一个重要议题,对表面态在禁带中的分布规律进行了研究。采用微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)方法在p型硅衬底上沉积了低介电常数绝缘介质的MOS结构;对该样品进行了高频和准静态C-V测试;在给出表面态分析计算的原理基础上,用C语言编写数值积分程序对所采集数据进行了数据处理分析,计算得到了表面态密度分布情况,给出了分布曲线。结果表明,该样品p-Si材料的禁带中表面态存在比较广的连续分布,在靠近价带一侧呈现两个峰值。

^（60）CO－γ辐照感生Si／SiO_2慢界面态及其对高频C－V测试的影响

研究了γ辐照感生Ｓｉ／ＳｉＯ２慢界面态的特性及其对高频Ｃ－Ｖ测试的影响．结果表明，辐照产生的慢界面态为界面态的０．３—０．８，分布在Ｓｉ禁带中央以上的能级或呈现受主型．分析认为慢界面态对应的的微观缺陷很可能是Ｓｉ—Ｏ断键或弱键．慢界面态的产生还引起Ｃ－Ｖ曲线同测试速率、方向和扫描前保持时间有关．文中提出了如何通过高频Ｃ－Ｖ测量比较准确地计算辐照感生氧化物正电荷、界面态和慢界面态密度的方法．

电容—电压测试在TiO_2压敏材料晶界势垒研究中的应用

通过电容—电压(C-V)测试,测量得到了TiO2WO3压敏电阻的晶界势垒高度以及施主浓度等参数,测试结果显示99.75mol%TiO2+0.25 mol%WO3的样品势垒高度为0.51 eV,施主浓度Nd为1.62×1025/m3.类比ZnO压敏材料,本文认为晶界处吸附的O-、O2-是形成晶界势垒的主要原因.

InGaAsP/InP异质结界面态的变频C-V研究

本文利用自建的变频C-V测试系统测量分析了InGaAsP/InP异质结的界面态,结出其界面态密度和时间常数.实验结果表明,在界面同时存在快、慢界面态,其参数分别为快界面态:N_(s1)=7.3×10^(11)eV^(-1)·cm^(-2),τ_1=2.2×10^(-5)s慢界面态:N_(s2)=2.5×10~12eV^(-1)·cm^(-2),τ_Q=1.5×10^(-2)

微机C—V测试系统

本文介绍用TP—801单板机与高频C—V特性测试仪组成的数据检测和处理系统。对TP—801单板机在数据处理方面的应用作了进一步的探讨,并介绍了系统的硬件配置和应用软件。图3幅。

利用高频C-V特性评价CMOS工艺

MOS结构电容由于其结构简单并且和CMOS工艺兼容,是进行实时工艺监控和测试工艺参数的重要测试结构。采用通过对相同工艺不同厂家生产的两批电容样品进行高频C-V测试,编程计算提取器件相关参数。通过对比同一厂家样品中相同面积MOS电容和不同面积电容参数的分布特性,以及不同厂家样品各个参数的差异,对CMOS相关工艺进行评价。为工艺过程以及相关设计的改进提供参考依据。

集成电路中栅介质膜的C－V测试误差分析及其修正模型

通过具有各种串联电路的ＭＯＳ电容的分析测试表明：串联电阻引起ＭＯＳＣ－Ｖ特性畸变、失真，并与介质膜电容大小有关；串联电容使ＭＯＳＣ－Ｖ特性严重不稳定；而当存在电容和电阻并联的串联电路时，即使串联电路中的电阻高达１ｋΩ以上，只要其并联的电容远大于介质膜电容，这个串联电路的影响就可以忽略不计。也测试分析了硅衬底参数和测试环境对ＭＯＳＣ－Ｖ特性的影响。指出了改善测试分析准确性的各种有效途径。提出了ＭＯＳＣ－Ｖ特性的串联电阻修正模型。即：存在串联电阻效应的判据；ＭＯＳＣ－Ｖ特性失真的判据；串联电阻计算公式、电容修正公式及ＭＯＳＣ－Ｖ修正过程。举例说明修正模型编程的实际应用：超薄栅氧化层ＭＯＳＣ－Ｖ特性的修正；ＣＭＯＳ电路中，Ｐ阱中ＭＯ５电容Ｃ－Ｖ特性的修正。

外延层电阻率四探针与C－V测试的差异及校正

采用四探针与C－V两种测试仪器，对同一参数的外延片电阻率进行测试，测试结果表明，用四探测针试外延陪片和C－V测试处延片，测得的外延电阻率存在差异。分析造成差异的原因，得出了符合要求的校正系数。

碳化硅基上3UCVD淀积二氧化硅及其C-V性能测试

利用 3UCVD技术在p型 4H SiC上制备了栅氧化层 ,其正的氧化物电荷密度仅有 1 6× 1 0 1 1 cm- 2 ,这一结果优于传统的热氧化工艺 .为检验氧化层质量所做的高频C V测试采用了正面接地的新的测试结构 。

Er_2O_3栅介质积累端电容频率色散效应的研究

采用分子束外延(MBE)方法在Si(001)衬底上生长了Er2O3薄膜。高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)测试显示Er2O3薄膜保持了在衬底上完好的外延,样品为均匀的单晶结构。将单晶Er2O3薄膜制备成MOS结构并对其做电容-电压(C-V)测试时,发现样品在高频时积累端电容出现了很大程度的频率色散现象。为了解释这种现象,提出了样品中存在缺氧层的结构模型。对该模型等效电路阻抗表达式推导得到了电容-频率方程,并将此方程与实验数据进行拟合,得到的图形、变量参数表明,未完全氧化的插入层是高频MOS C-V测试出现频率色散现象的主要原因。因此认为要消除Er2O3栅介质积累端的频率色散效应,需要尽量减少或避免缺氧层的形成。

Al/SRO/Si结构中横向电压作用下的电荷俘获效应

利用 Al/ SRO/ Si MOS,对富硅二氧化硅 (SRO)材料在横向电压作用下的电荷俘获效应进行了研究 .用L PCVD法在 n型 Si衬底上沉积 SRO材料 ,通过 C- V测量研究其电荷俘获性质 .发现对于 n型 Si衬底 ,在横向电压作用下 ,SRO层能够俘获正电荷 ,电荷俘获效应与 SRO层的性质有关 .基于电位在器件内部的分布及诱导 pn结的形成 。

氧化后退火技术对SiO2/4H-SiC界面态密度的影响

采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）低温处理和高温快速退火的技术,研究了退火条件对SiO2/4H-SiC界面态密度的影响。在n型4H-SiC外延片上高温干氧氧化50 nm厚的SiO2层并经N2原位退火,随后在PECVD炉中对样品进行350℃退火气氛为PH3,N2O,H2和N2的后退火处理,之后进行高温快速退火,最后制备Al电极4H-SiC MOS电容。I-V和C-V测试结果表明,各样品的氧化层击穿场强均大于9 MV/cm,PH3处理可以降低界面有效负电荷和近界面氧化层陷阱电荷,但PH3处理样品的界面态密度比N2O处理的结果要高。经N2O氛围PECVD后退火样品在距离导带0.2和0.4 eV处的界面态密度分别约为1.7×10^12和4×10^11eV^-1·cm^-2,有望用于SiC MOSFET器件的栅氧处理。

微波退火对高k/金属栅中缺陷的修复

研究了微波退火(MWA)对高k/金属栅中缺陷的修复作用。在频率为1和100 kHz下,对所有Mo/HfO2/Si(100)金属-绝缘体-半导体(MIS)结构样品进行C-V特性测试。通过在频率为100 kHz下测量的C-V特性曲线提取出平带电压与电压滞回窗口,从而估算出高k/金属栅中固定电荷密度和电荷陷阱密度,并用Terman方法计算出快界面态密度。通过研究在频率为1 kHz下测量的C-V特性曲线扭结,定性描述高k/金属栅中的慢界面态密度。结果表明,微波退火后,固定电荷、电荷陷阱、快界面态和慢界面态得到一定程度的修复。此外,和快速热退火相比,在相似的热预算下,微波退火可修复高k/金属栅中更多的固定电荷、慢界面态和电荷陷阱。但对于快界面态的修复,微波退火没有明显的优势。

化学清洗对硅-二氧化硅界面的影响

介绍了不同化学清洗方法对硅－二氧化硅界的影响。实验表明，采用ＮＨ４ＯＨ清洗后能明显降低硅－二氧化硅界的表面的电荷。文中还对如何设计Ｃ－Ｖ测试结构中的问题进行讨论。

Si-MOS结构制备及固定电荷/可动电荷密度测量

研究并制备了一种半导体Si-MOS器件结构,用于Si-SiO_(2)氧化层质量表征和界面测定。实验的测试样品经过切片封装后,可在普通探针台或测试夹具中进行测试,避免了原实验中汞探针的使用,降低了成本的同时避免了汞污染的安全问题;对制作样品进行了固定电荷/可动电荷测试,分析了测试结果与样品设计的关系。同时,进一步研究了:(1)测试条件对实验结果的影响,结果表明100 kHz下的固定电荷/可动电荷测量可行性,为高频C-V测试仪的选择降低了成本;(2)制备工艺对样品性能的影响,为制作适合于不同应用场景的样品提供了参考。该研究建立的测定方法,还适用于微电子专业“MOS结构C-V法测定SiO_(2)中固定电荷及可动电荷密度”实验中的样品测定需求。

用于水下金属探测成像的压电式微机械超声波换能器

为满足目前对水下金属、蛙人等检测的应用需要,设计一种用于水下金属探测成像的压电式微机械超声换能器。在该结构中,在顶部电极和下电级之间插入AlN层,用于发射和接收超声。当测试距离达到10 m以上就可以满足实际应用需求,而该换能器经过实验得出最远的测试距离为12.8 m,且在12.8 m处测试值与理论值误差仅为0.67 cm,完全可以达到实际检测需要。在一个标准大气压下,利用微系统激光分析仪MSA400对该传感器进行膜位移测量,其测量值为0.28μm,与理论结果误差为1%。并且详细介绍该传感器的工艺实现过程。利用该传感器实现二维水下超声成像,证明水下存在金属矩形物体。该实验有利于水下超声成像系统的建立。

一种用于C－V测度的硅栅电容制作方法

采用掺磷多昌硅作电极材料与场注入隔离技术相结合的硅栅电容制作方法，克服了用AL做电有材料的C－V测试结构在实践中的不足，目前已在CMOS工艺中得到应用。

基于Si-SOI键合工艺的CMUT二维面阵研制

该文设计、制作并测试了一种用于实时三维超声成像的电容式微机械超声换能器(CMUT)二维面阵。根据二维面阵指向性分析,设计了中心频率1 MHz、阵元间距0.7λ(λ为波长)的16×16阵元CMUT二维面阵,并利用硅-绝缘体上硅(Si-SOI)键合工艺完成了CMUT二维面阵的加工。通过对CMUT二维面阵进行电容-电压(C-V)测试,发现静态电容测试值与设计值基本一致,测量了CMUT二维面阵中64个阵元的电容,测量的平均电容为26.3 pF,其标准差为4.27 pF,验证了所制造的器件具有良好的均匀性。在水中测试了CMUT二维面阵的超声发射和接收功能,得到测试距离与实际距离偏差不到1%,实验表明,不同距离下CMUT的发射和接收能力良好。