一、CV測(cè)量原理精要

1. 自動(dòng)平衡橋式CV儀原理
通過(guò)公式Zx=Ix/Vx測(cè)量器件阻抗：

• Hc/Hp端施加交流信號(hào)與直流偏置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)DUT兩端電壓
• Lc端通過(guò)參考電阻Rr構(gòu)建虛擬地，精確計(jì)算電流Ix=Rr·Vr
• 優(yōu)勢(shì)高頻段穩(wěn)定性強(qiáng)，可覆蓋10MHz以下頻段

圖1：簡(jiǎn)化的自動(dòng)平衡橋式CV儀框圖

2. 主流連接方式對(duì)比

圖2：采用Shielded two terminal(S-2T)連接方式

二、晶圓級(jí)測(cè)試避坑小技巧

On-Wafer CV測(cè)量三大干擾源：卡盤(pán)寄生電容、漏電流、環(huán)境噪聲
優(yōu)化方案：

接線策略

• 低阻抗端（CML）連接?xùn)艠O，隔離卡盤(pán)噪聲
• 縮短S-2T線纜長(zhǎng)度（建議<30cm）

參數(shù)設(shè)置

• 信號(hào)電平：≥100mV（提升信噪比）
• 積分時(shí)間：中/長(zhǎng)模式（犧牲速度換精度）
• 頻率選擇：1kHz-100kHz低頻段（規(guī)避寄生效應(yīng)）

圖3：On-Wafer測(cè)試示意圖

三、Keysight B1500A CV模塊介紹

硬件方案

• MFCMU模塊多頻電容測(cè)量單元（單插槽集成）
• SMU模塊雙通道精密直流偏置源
• SCUU+GSWU組合實(shí)現(xiàn)CV/IV測(cè)量無(wú)縫切換，布線誤差<0.1%

圖4：SCUU模塊及電路示意圖

軟件流程
WaferPro Express操作三步法：

1. 創(chuàng)建測(cè)試Routine（定義DUT引腳上施加的激勵(lì)，有默認(rèn)Routine可選）
2. 配置SMU偏置（Vgs/Vds/Vbs多參數(shù)聯(lián)動(dòng)）
3. 設(shè)置CV掃描參數(shù)（頻率/電平/積分時(shí)間等）

四、MOSFET電容表征實(shí)戰(zhàn)

關(guān)鍵電容分量解析

下圖顯示了MOSFET中的電容分布：

圖5：MOSFET器件界面圖

• Cgc（柵-溝道電容）C4+C1+C6（含交疊電容）
• Cgb（柵-襯底電容）反向偏壓下主導(dǎo)器件特性
• Cgg（總柵電容）全面評(píng)估器件開(kāi)關(guān)速度
• Cgd, Cgs（柵極和漏極/源級(jí)電容）漏極和源級(jí)結(jié)電容

測(cè)試配置范例

測(cè)試類(lèi)型	連接方式	WaferPro Routine設(shè)置
Cgc_Vgs_Vbs
Cgb_Vgb_Vdb
Cgd_Vds_Vgs
Cgg_Vgs_Vds

五、技術(shù)趨勢(shì)

隨著第三代半導(dǎo)體器件向高頻高壓演進(jìn)，CV測(cè)量正面臨兩大升級(jí)方向：

1. 寬頻測(cè)量擴(kuò)展至100MHz以上高頻段，引入S參數(shù)測(cè)試。
2. 動(dòng)態(tài)CV分析研究開(kāi)關(guān)瞬態(tài)下的電容特性遷移